多用途雷达监视系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多用途雷达监视系统。公开的用于探测诸如森林火灾之类的低ＲＣＳ对象（１１０、１４０、１５０、１６０、１９０）的雷达系统（１００）包括：用于发射雷达能量的第一多个发射站（１２０），所述发射站具有机械固定的天线（２２０）；和用于对从所述发射站发射的雷达能量的反射进行接收的第二多个接收站（１３０），所述接收站具有机械固定的天线（２２０）。所述发射站的天线（２２０）和所述接收站的天线（２２０）具有基本平行于地的主波束（２２１），而且所述多个接收站的至少一个子集配置有用于记录第一和第二接收信号的装置，以及用于从所述第一和第二接收信号中的一个中减去所述第一和第二接收信号中的另一个的装置。所述发射站和所述接收站被设置成在１０至１００ＭＨｚ的频率范围内工作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于探测诸如森林火灾之类的低雷达反射截面积对象的雷达系统，该系统包括用于发射雷达能量的第一多个发射站，所述第一多个发射站具有机械固定的天线。该系统还包括用于对从所述发射站发射的雷达能量的反射进行接收的第二多个接收站，所述多个接收站具有机械固定的天线。在本专利技术的系统中，所述发射站和接收站的天线具有与大地基本平行的主波束。
技术介绍
目前用于探测森林火灾的方法相对昂贵且复杂。探测森林火灾的“人工”方法是通过小飞行器的飞行进行的，这比较昂贵。US 5,959,589中公开了一种用于探测森林火灾的公知的自动系统。这种系统看起来存在一些缺点，即，该系统由于包括运动部件和各种传感器而相对复杂。
技术实现思路
因此需要一种较之当前公知系统更廉价且更有效的自动火灾探测系统。使成本降低的一种方式是提供可用于多种用途的系统，即，不仅用于探测火灾，而且还用于探测消防人员之外的用户希望探测的其它可观察性低的对象。在这种系统中，成本由系统的各个使用者分担。这些使用者的实例为希望探测到诸如隐形飞行器之类的可观察性低的对象的军方用户，或者其它民用用户，例如可能期望探测到例如雪崩遇难者或在偏远地区迷路的人的救援人员。本专利技术通过提供用于探测诸如森林火灾之类的低RCS(雷达反射截面积)对象的雷达系统而提供这样的系统，该系统包括用于发射雷达能量的第一多个发射站，所述发射站具有机械固定的天线；以及用于对从所述发射站发射的雷达能量的反射进行接收的第二多个接收站，所述接收站具有机械固定的天线。所述多个发射站和多个接收站的天线具有与大地基本平行的主波束，而且所述多个接收站的至少一子集配备有用于记录第一和第二接收信号的处理装置，以及用于从所述第一和第二接收信号中的一个中减去所述第一和第二接收信号中另一个的处理装置。而且，所述发射站和所述接收站被设置为在10-800MHz的频率范围内、优选在10-100MHz的频率范围内工作。应指出的是，上述处理装置中的一个或两个可与所述多个接收站共置(co-relate)，或放置在远离所述多个接收站的位置处。通过本专利技术的系统，可通过多个独立的站来探测可观察性低的对象，这些站简单因而不昂贵，并且需要较少的维护，部署上也不昂贵。附图说明在以下说明中将参照附图详细描述本专利技术，附图中图1示出了根据本专利技术的系统的总体情况，图2示出了本专利技术的系统中使用的天线，而图3示出了本专利技术的系统所记录的一系列信号。具体实施例方式图1示意性示出了本专利技术的系统100。该图包括系统要探测的对象，例如水面船舶110、雪崩140、诸如电厂的敏感对象150、森林火灾160以及飞行器170(在本例中为低雷达反射截面积(RCS)的飞行器)。因为本专利技术的系统具有探测低RCS对象的能力，所以该系统也自然地具有探测较大RCS对象的能力。附图中还示出了系统部件的示例，其中附图标记如下发射站120和接收站130，所述站分别用于发射和接收电磁能。图1所示的实线表示海岸线，而图1中的虚线表示两个地区、国家等之间的边界。这样，图1示出了可能需要被探测的低RCS对象的示例，例如“隐形”飞行器170、森林火灾160、雪崩140(为了能够发出警示或启动对受害人的援救)等等。可能需要利用本专利技术来加以定位的其它对象的示例为在偏远地区迷路的人，或上述雪崩的遇难者。本专利技术的系统还可用作针对诸如电厂150的敏感装备的监视系统。为了覆盖大的区域，本专利技术的系统需要在这种大区域内传播电磁能量。毫无疑问，这应以尽可能简单而廉价的方式进行。图1示出了如何通过本专利技术来实现这一点在需要通过本系统加以覆盖的区域内，部署多个用于发射电磁能量、雷达能量的发射站120。如图1所示，该系统还包括多个接收站130，这些接收站没有必要与发射站120共置。此外，发射站的数量无需与接收站的数量相同。优选的是，发射站120的数量多于接收站130的数量。接收站130用来接收从发射站120发射、然后从系统100所覆盖的区域内的对象反射来的能量。接收站130直接从发射站接收的、没有任何中间反射的能量可作为随后的信号处理中的基准信号。因为系统100包括数量可能相当大的发射站和接收站，所以降低这些站的成本非常重要。根据本专利技术，降低成本的一种方式是为发射站和接收站配备简单的机械固定天线，这与利用转盘上的运动天线的大多数已知雷达站不同。可利用发射站中的一个、若干个或全部来同时进行发射。类似地，在任一时刻都可利用更多或更少的任意数量的发射站。可用来进行发射的一种方法为在先公知的“时分复用”法，即，每个站都被分配了其可进行发射的时隙，这些站在同一频率或多个不同的频率下进行发射。可提及的另一种发射方法为“码分复用”法，即，多个不同站同时在同一频率下进行发射，不过是利用编码信号进行的，所述编码信号使得接收站可以在接收信号之间加以区分。用于实现在各个发射站所发射的信号之间进行分离的另一方法为频分复用，即，每个发射站都被分配了其各自的发射频率。所有这些方法均可单独使用，或者与任何其它方法组合使用。图2示出了一种在先使用的天线210的示例。如图所示，公知的天线具有相对于地平面的高位波束211。这是由于高位波束对地面反射的抑制程度高于对例如来自飞行器的反射的抑制程度。图2还示出了本专利技术的系统100的发射站120和接收站130的天线的实施例的示例如上所述，发射站120和接收站130的天线都适宜但不必须为静止类型。所述天线可为偶极天线或单极天线。而且，在本专利技术的范围内也可采用阵列天线。阵列天线的一种可能优点为其在方位角象限内发射/接收，这一点有助于任何随后的信号处理。图2示出了本专利技术的发射站和接收站天线220的天线波束221。如所示的那样，这些波束211没有升高，而是地面照射(terrain-illuminating)的。地面照射波束的定义可以是，从天线的相位中心发出的通过天线主波束最大位置的线基本平行于天线附近的地平面。本专利技术的系统的发射站和接收站的天线的这一特征的有利副作用是，与具有高位波束的天线相比，具有地面照射波束的天线在制造上非常容易且廉价。这样，通过所提出的天线220降低了系统的成本。然而，作为一种可选方式，不应排除采用所谓“波束倾斜”的天线。这可通过电或机械来实现。该系统的天线220的另一有利方面是它们可实现为简单的偶极天线，在天线的一端有馈电连接。尽管天线220的波束221基本是照射地面的，但应指出的是，大多数飞行器仍然会被这些天线的波束照到，从而可被系统100探测到。然而，使用地面照射天线就明显意味着不仅从需要保护的那些对象接收到回波，而且还从系统100的发送和/或发射站附近地域内的大量对象接收到回波。因此，就必须找到处理这些不需要的回波的解决方案。直到现在，描述都主要集中在系统的发射站120和接收站130的天线220上。然而，本专利技术的系统100还包括发射站和(主要是)接收站内的或与之连接的用于以理想方式处理所接收的回波的装置。所述处理装置可布置在若干接收站处，或者可选的是，接收站130可仅将所接收的信号转发到连接在所述接收站上的中央处理站。这也可以有变化或组合，即，一些或所有的接收站能包括一些处理装置，于是中央处理站将会接收到“半处理”数据。所有这些组合均在本专利技术的范围内。本专利技术的处理装置按照以下原理进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测诸如森林火灾之类的低雷达反射截面积对象（１１０、１４０、１５０、１６０、１９０）的雷达系统（１００），所述系统包括：用于发射雷达能量的第一多个发射站（１２０），所述发射站具有机械固定的天线（２２０）；用于对从所述发射站发射的雷达能量的反射进行接收的第二多个接收站（１３０），所述接收站具有机械固定的天线（２２０），所述发射站和所述接收站的天线（２２０）具有基本平行于地的主波束（２２１），所述系统的特征在于所述接收站的至少一子集配备有用于记录第一和第二接收信号的处理装置，以及用于从所述第一和第二接收信号中的一个中减去所述第一和第二接收信号中的另一个的处理装置，并且所述发射站和所述接收站被设置成在１０至８００ＭＨｚ的范围内工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔拉多里瓦斯，帕特里克里瓦斯，安德斯赫克，
申请(专利权)人：LM爱立信电话有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]