[发明专利]用于编码播送和天线接收的尤其用于雷达的方法和系统

说明书

本发明一般地涉及用于远程感测系统(包括用于雷达)的天线发射和接收方法和系统。更具体地，本发明涉及通过表面波以及通过使用天线系统特性和具有正交特性的信号编码的组合来进行的超视距检测。

这种方法可应用于由HFSWR(“高频表面波雷达”)型表面波雷达系统来检测超越视距的目标。这种HFWSR雷达系统实质上受到归因于地球表面的混杂信号的限制，尤其当检测船舶时，在被专家称作“海谱”的海的混杂信号中，在多普勒距离空间内定位船舶的有用回声。混杂信号无论是否归因于海(海谱)或者归因于任何其他原因，在本文中将称作混杂信号。目标物的回声经常被混杂信号所屏蔽，该混杂信号的幅度与由一体积的几何尺寸界定的雷达波包的尺寸有直接的关系，在该体积中，能够被播送的雷达波可在给定时间参与形成如雷达系统所接收的信号。

考虑到用于构建HFSWR雷达系统的材料可能性，在现有技术中雷达波包仍然太大不能达到用户所期望的目标。为了达到这种目标，必须以数十倍至数百倍的范围中的因子来减小这种波包的尺寸。

为了减小雷达分辨率波包的尺寸，现有技术导致接收天线系统的尺寸的增大，成为最庞大的系统，且当此举可能时导致几何形状上延伸的系统且导致使用许多天线。导致这种延伸的限制的原因在于若干因素能够分别或者同时干扰且形成现有技术的缺点，这些因素为：器件封装、移动系统中的载体的大小、接收点的波前的一致性、与天线的数量相关的处理的复杂性。

本发明的目的在于克服以上所提及的缺点，且更具体而言，按能够在约50至约500之间变化的因子来减小雷达分辨率波包的尺寸，以便于在不要求接收天线系统的大尺寸的情况下改善雷达系统的感测能力。

为了这一目的，根据本发明的用于由发射系统中的发射天线来发射具有正交特性的基本信号且用于由接收系统中的若干接收天线来接收基本信号的方法的特点在于，该方法包括一下步骤：

形成针对所有发射天线分别发射基本信号的发射辐射图，各发射辐射图与要由所有发射天线发射的相应基本信号相关联且包括与二次辐射波瓣交替的主辐射波瓣，该发射辐射图的主辐射波瓣在空间中基本上交替且并置，以及

在接收区域中形成接收辐射图以便于各接收天线接收基本信号，该辐射图的数量至少等于包含在接收区域中的波包的数量，这些波包被发射辐射图之一的主辐射波瓣所覆盖且位于离发射和接收系统的给定双基地距离之处。

本发明进一步涉及发射和接收系统，其包括用于发射具有正交特性的基本信号的若干发射天线和用于接收基本信号的若干接收天线。该发射系统的特征在于，其包括用于形成针对所有发射天线分别发射基本信号的发射辐射图的装置，各发射辐射图与要由所有发射天线发射的相应基本信号相关联且包括与二次辐射波瓣交替的主辐射波瓣，该发射辐射图的主辐射波瓣在空间中基本上交替且并置。该接收系统的特征在于，其包括用于在接收区域中形成接收辐射图的装置以便于为各接收天线接收基本信号，该接收辐射图的数量至少等于包含在接收区域中的波包的数量，这些波包被发射辐射图之一的主辐射波瓣所覆盖且位于离发射和接收系统的给定双基地距离之处。

本发明通常应用于雷达技术中，以及应用于信道探测、声纳感测系统、无线电定位系统，或者医疗应用中的器官或者工业应用中的结构的放射线照相术。所有以上所述的应用依赖于对空间波包的分析，空间波包的尺寸要被减小以提高其性能。

该天线发射系统能够产生无线电辐射，举例而言在预定平面中，例如穿过发射系统和接收系统的一个水平预定平面，其特征在于，该辐射能量的表面密度最大值基本上根据预定平面中的预定分布来并置，以便于覆盖被监测的接收区域，该区域既可部分覆盖或可全部覆盖该预定平面。该最大值对应于与无线电基本信号相关联的主辐射波瓣。对于各个基本信号而言，该辐射能量最大值包含在圆锥角扇区中，其顶点为发射点，且在空间中均匀地以及周期性地分布。该基本信号的能量最大值被对应于二次辐射波瓣的最小辐射的圆锥角扇区分开，其中的能量表面密度大大低于对应于主辐射波瓣的能量密度最大值所在的圆锥角扇区中存在的能量表面密度。在预定平面中的与基本信号相关联的辐射图被称作“层叠图”。

该天线发射系统可产生两个或以上的基本上并置的，即分离的、或者相邻的、或者不分离的、特别是主波瓣彼此基本上横向地并置的、或者交叠的不同层叠辐射图，以便于从安排发射系统的发射点一起照射由根据本发明的天线接收系统所监测的整个接收区域。这些发射辐射图在方位和顶点上皆不同，且具有与被监测接收区域正割的主辐射波瓣。