[发明专利]用于虚拟孔径雷达跟踪的系统和方法

说明书

一种用于虚拟孔径阵列雷达跟踪的方法，包括：发射第一探测信号和第二探测信号；在雷达阵列处接收第一反射探测信号；在雷达阵列处接收第二反射探测信号；根据第一反射探测信号和第二反射探测信号中的至少一者计算目标距离；将第一反射探测信号的信号实例对应于雷达阵列的物理接收器元件；将第二反射探测信号的信号实例对应于雷达阵列的虚拟元件；通过根据第一反射探测信号和第二反射探测信号的信号实例执行波束成形来计算第一目标角度；以及根据目标距离和第一目标角度计算跟踪目标相对于雷达阵列的位置。

技术领域

本发明总体上涉及雷达领域，并且更具体地涉及用于虚拟孔径雷达跟踪的新的且有用的系统和方法。

背景

传统的基于阵列的接收器通过使用波束成形(例如，数字波束成形)测量在阵列(如图1所示(1D阵列))内不同接收器(或天线)处接收的探测信号之间的时间或相位差来计算方位角和/或仰角(elevation)。使用发射阵列而不是接收阵列可以产生类似的效果。这些传统解决方案是受限制的：角度分辨率取决于阵列中元件的数量以及阵列与目标之间的角度：

其中，N是阵列中的元件的个数，以及d是它们之间间隔的距离。

因此，在雷达领域中需要创建用于虚拟孔径雷达跟踪的新的且有用的系统和方法。本发明提供了这种新且有用的系统和方法。

附图简述

图1是1D接收器阵列雷达系统的现有技术示例图；

图2是发明实施例的方法的图表视图(chart view)；

图3A是在SAR跟踪中物理孔径的示例视图；

图3B是在SAR跟踪中虚拟孔径的示例视图；

图4A是在VAA跟踪中第一物理孔径的示例视图；

图4B是在VAA跟踪中第二物理孔径的示例视图；

图4C是在VAA跟踪中虚拟孔径的示例视图；

图5A是入射在传统接收器阵列上的信号的示意视图；

图5B是入射在传统接收器阵列上的信号的信号视图；

图6A是入射在VAA系统上的信号的示意视图；

图6B是入射在VAA系统上的信号的信号视图；

图7是间隔一定距离的两个发射器元件的相移的示例视图；

图8是在VAA系统中虚拟发射器元件和接收器元件的示意视图；

图9是目标位置参数的笛卡尔坐标系视图；

图10是发明实施例的系统的示意视图；以及

图11是发明实施例的系统的示意视图。

发明实施例的描述

本发明的发明实施例的以下描述并非旨在将本发明限制于这些发明实施例，而是旨在使本领域的任何技术人员能够制造并且使用本发明。

1.用于虚拟孔径阵列雷达跟踪的方法

用于虚拟孔径阵列(VAA)雷达跟踪的方法100包括：发射一组探测信号S110，接收一组反射探测信号S120，以及根据该一组反射探测信号计算初始跟踪参数S130，如图2所示。方法100可以另外包括细化初始跟踪参数S140和/或修改探测信号特性S150。

如背景部分中所讨论的，传统的基于阵列的雷达系统是受限制的：角度分辨率取决于接收器阵列中的元件的数量以及阵列和目标之间的角度：