由线性子天线构成的交叉天线以及相关的处理制造技术

本发明专利技术涉及一种包括线性子天线的交叉天线以及关联的处理。更具体地，本发明专利技术涉及一种天线（１），包括：带有形成第一和第二线段并产生基本信号（Ｓｉ′，Ｇｊ′）的传感器（２１－２Ｍ，３１－３Ｎ）的第一（２）和第二（３）线性子天线，第一和第二线段各自中点的第一和第二切线的对应方向矢量之间的夹角在３０°和１５０°之间；形成组合信号（ＶＳｉ，ＶＧｊ）的天线处理装置（４，５）；产生有用组合信号（ＴＳｉ，ＴＧｊ）的信号处理装置（６，７）；计算有用组合信号之间的相关系数（［Ｃｉｊ］）的装置（８）；以及当某相关系数超过阈值时产生检测信号（［Ｒｉｊ］）的装置（８）。本发明专利技术例如可以用于得到相同性能水平但传感器较少的天线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及天线，并且尤其涉及一种天线结构以及当用作接收时处理来自这种天线的传感器的数据的体系结构。在雷达领域中已知使用通过计算形成波束的表面天线以便检测、定位和分类目标或源。这种天线通常由包括多达数千个的排列成形成一个矩形平面的传感器的阵列构成。这些传感器通常具有相同的方向图。对于对该就位的天线所要求的性能而言，这种基本方向图不具有足够的分辨率。一个波束形成装置产生这些传感器生成的信号的组合(例如，线性组合)以形成要求的仰角和方位方向性。这种天线具有缺点。对于用仰角和方位角表示的位置的给定精度，该天线是非常昂贵的并且难以集成到静止的或移动的平台上，例如航海平台、飞机、陆上车辆或航天器上。
技术实现思路
从而，需要一种解决这些缺点中的一个或多个的天线。从而本专利技术涉及一种天线，包括第一和第二线性子天线各具有多个排列成分别形成第一和第二线段的传感器，其中每个传感器产生基本信号；其中第一和第二线段中点各自的第一和第二切线的对应方向矢量之间的夹角在30°和150°之间；一个为每个线段形成多个组合信号的天线处理装置，该信号是该线段的传感器的基本信号的组合；一个产生滤掉来自每个线段的组合信号的噪声的有用组合信号的信号处理装置；一个用于计算第一线段的有用组合信号和第二线段的有用组合信号之间的相关系数的装置；一个当相关系数超过预定阈值时产生检测信号的装置。根据一种替代，该天线还包括一个目标检测装置，其把每个计算出的相关系数和预定的相关联的阈值比较并且当相关系数超过相关联的阈值时检测和定位目标。根据另一种替代，该天线包括一个处理该检测信号和相关系数以产生关于该检测到的目标的信息的装置。根据另一种替代，该产生的信息包括目标的距离、仰角、方位角和速度。该天线还可以包括一个显示该产生的信息的装置。根据另一种替代，每个传感器包括多个基本传感器，基本传感器是从雷达、无线电和电磁传感器、水听器、换能器、麦克风、超声传感器、加速计以及光和红外传感器组成的组中选择的。基本传感器可以是可发送的，并且该数据处理装置能根据每个传感器发送的信号处理该组合信号，该处理例如包括脉冲压缩。根据一种替代，该天线还包括一个发射器并且该数据处理装置根据该发射器发射的信号处理该组合信号，该处理例如包括脉冲压缩。根据再一种替代，该第一和第二线段是不带有拐点的曲线。第一和第二线段可能是直的并且分别在仰角和方位角上取向。这些直线段最好不平行。附图说明在参考附图从下面按非限制例子给出的说明，本专利技术的其它特征和优点会变得清楚。附图中图1示意表示根据本专利技术的天线结构以及处理来自这种天线的传感器的数据的体系结构的例子；图2至图4为比较不同情况的源位置的图；以及图5至图14为示出线性子天线结构的例子的图。具体实施例方式以下术语“传感器”是指包括一个或多个基本传感器的装置。具有多个基本传感器的传感器按本身已知的方式根据基本传感器的信号产生基本信号。为了改进传感器的性能，通常使用组合多个传感器的组件。本文中使用的术语传感器也覆盖传感器组件，因为传感器和传感器组件对于天线处理功能上是相同的。术语“天线处理”以下指的是处理传感器的信号，其通过组合传感器信号形成称为信道或射束的信号，其支持物理量空间中的一个行进方向。下面提到的信号组合例如是这些信号的线性组合。本专利技术提出一种包括至少两个线性子天线的天线，每个子天线带有多个形成一个线段的传感器。这两个线段是按如下定义的形成每个线段的中点的切线。这些切线的方向矢量间的夹角则必须在30°至150°之间。这样为使该天线沿两条看成是正交的不同轴恢复足够的信息，该两个线段的取向是足够不同的。每个线性子天线具有一个产生一个或更多的组合信号的天线处理装置。每个线性子天线具有一个施加到该组合信号的信号处理装置，其提供一个或更多的有用组合信号。这些有用组合信号是处理这些组合信号以期望提取其中的噪声的结果，并且是在相关处理之前产生的。该天线还包括一个装置，用于计算一个线性子天线的有用组合信号和另一个线性子天线的有用组合信号之间的相关系数。通过计算而不是通过增加传感器的数量得到分辨率信息。现参照图1说明天线的一个简化例子。图1的天线包括两个线性子天线2和3。线性子天线2和3各包括多个分别为21到2M和31到3N的传感器。传感器21到2M排列成基本上形成第一线段。传感器31到3N排列成基本上形成第二线段。图1的第一和第二线段证实上面定义的取向条件在本情况下这些线段是位于同一个平面并且正交的直线段。业内人士可以把方向矢量间的夹角选在适当范围内，还可能使该角在下述范围内，，，，，或。在该情况下利用传感器21至2M确定源或目标的仰角同时利用传感器31至3N确定其方位角。这些传感器包括一个或多个未示出的适当类型的基本传感器。具有一个或多个基本传感器的传感器按本身已知的方式基于基本传感器信号产生基本信号。从而每个传感器产生一个在天线处理之前能经历特定信号处理操作的基本信号。一个线段的传感器可以具有相同的方向性并且同等地分布在该线段。传感器21至2M分别产生用Si′示出的基本信号S1至SM。传感器31至3N分别产生用Gj′示出的基本信号G1至GN。符号i′以下用于表示和传感器2i′关联的所有信号或编号。这样，信号S4和传感器24关联。类似地，符号j′用于表示和传感器3j′关联的所有信号或编号。这样，信号G2和传感器32关联。天线处理装置4以一种本身已知的方式形成一个线段的传感器的组合信号。这样天线处理装置4产生和信号Si′关联的组合信号VSi。天线处理装置5以一种本身已知的方式形成另一个线段的传感器的组合信号。这样天线处理装置5产生和信号Gj′关联的组合信号VGj。这些组合信号尤其用来形成供接收使用的天线的方向性波瓣。每个线性子天线具有一个处理来自天线处理的信号的信号处理装置。该信号处理装置在每个线性子天线的输出端提供一个或更多个有用组合信号。信号处理装置6和7按照本身已知的方式从噪声提取有用信号。这样装置6和7分别处理组合信号VSi和VGj以产生有用组合信号TSi和TGj。信号处理装置6和7还可以在该天线为发射/接收型天线时和该天线的发射装置耦合或者在该天线仅为接收型时和另一天线的发射装置耦合，从而在考虑按本身已知的方式发射的信号情况下进行处理操作，例如脉冲压缩。计算装置8计算第一线段的有用组合信号TSi和第二线段的有用组合信号TGj间的时间或者频率相关系数(取决于该处理在时域还是在频域中进行)。这样，形成相关系数矩阵。后面会提供这些系数的计算的细节。计算装置8还利用这些相关系数检测目标并且产生检测信号。一种可能的操作如下一个检测器(本例中包含在计算装置8内)把每个相关系数和对应的预定阈值比较。当一给定的相关系数低于它的预定阈值时，认为在仰角i和方位角j不存在位于两个方向性波瓣VSi和VGj的交会处的源或目标。但是当相关系数超过它的预定阈值时，认为在仰角i和方位角j存在一个位于两个方向性波瓣VSi和VGj的交会处的源或目标。由此可以以二进制值形式产生与比较结果相关联的检测信号。接着可以把所有这些信号排列在矩阵中。该阈值是根据该天线以及关联的数据处理装置的期望性能(包括天线处理、信号处理和信息处理)按检测以及误报警的概率定义的。在业内人士已知的天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线（１），其特征在于包括：第一（２）和第二（３）线性子天线：各具有多个排列成分别形成第一和第二线段的传感器（２１－２Ｍ，３１－３Ｎ），其中每个传感器产生基本信号（Ｓｉ′，Ｇｊ′）；其中第一和第二线段各自中点的第一和第二切线的对应方向矢量之间的夹角在３０°和１５０°之间；为每个线段形成多个组合信号（ＶＳｉ，ＶＧｊ）的天线处理装置（４，５），该信号是来自该线段的传感器的基本信号的组合；用于滤掉来自每个线段的组合信号的噪声产生有用组合信号（ＴＳｉ，ＴＧｊ）的信号处理装置（６，７）；用于计算第一线段的有用组合信号和第二线段的有用组合信号之间的相关系数（［Ｃｉｊ］）的装置（８）；当相关系数超过预定阈值时产生检测信号（［Ｒｉｊ］）的装置（８）。

【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：让马克科唐贝尔，
申请(专利权)人：让马克科唐贝尔，国家航空与空间研究事务局，
类型：发明
国别省市：FR[法国]