Aparato de radar marino.

Aparato de radar marino que comprende medios para generar información Doppler (24) para permitir identificar dianas con diferentes velocidades estando el aparato dispuesto para propagar continuamente grupos repetidos de pulsos de energía hacia dianas y recibir grupos de pulsos de energía reflejados de vuelta por las dianas, en el que cada grupo de pulsos incluye tres pulsos

(A, B, C) de diferentes anchuras en el que hay una separación entre cada uno de los pulsos, permitiendo el pulso más corto (A) la detección de dianas de cercanas y permitiendo los pulsos más largos (B, C) la detección de dianas más alejadas en el que los pulsos de diferente longitud están codificados de manera diferente entre sí.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2006/000110.

Solicitante: Kelvin Hughes Limited.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: Voltage, Mollison Avenue Enfield, Middlesex EN3 7XQ REINO UNIDO.

Inventor/es: WADE,BARRY.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/28 (con compresión en el tiempo de los pulsos recibidos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00,... > G01S7/28 (Detalles de los sistemas de pulsos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/30 (que utilizan más de un pulso por período de radar)

PDF original: ES-2487490_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Aparato de radar marino

[1] Esta invención se refiere a aparatos de radar de la clase dispuestos para propagar grupos de pulsos de energía hacia dianas y para recibir grupos de pulsos de energía reflejados de vuelta por las dianas.

[2] Un radar marino suele emplear generalmente un magnetrón de alta potencia como una fuente de microondas para las señales transmitidas pulsadas. Con el fin de reducir la cantidad de desorden en la pantalla del radar causado por las señales de retorno de las olas, la lluvia y similares, el aparato dispone de circuitos de umbral establecidos para excluir señales de amplitud baja. Esta disposición funciona de manera satisfactoria en la observación de los buques más grandes, las masas de tierra y similares, pero reduce la capacidad del radar para mostrar señales de objetos de interés más pequeños, tales como boyas, embarcaciones de recreo y embarcaciones de asalto rápidas.

[3] Los buques de guerra modernos suelen estar diseñados para que sean menos fáciles de detectar por las fuerzas hostiles. La alta potencia producida por el radar convencional, sin embargo, puede ser relativamente fácil de detectar por otros barcos, de manera es una desventaja cuando un buque debe permanecer sin ser visto.

[4] Aunque la amplitud de la energía de radar transmitida puede ser reducida, esto produce una reducción correspondiente en el rango efectivo del aparato por lo que no es generalmente posible. La amplitud del pulso se podría reducir y su energía mantenida mediante el aumento de la longitud del pulso. El problema con pulsos más largos, sin embargo, es que no es posible detectar objetivos a corta distancia debido a que la señal de retorno producida a partir de objetivos cercanos será recibida durante la transmisión de la señal.

[5] EP 38972 describe un sistema de radar para la detección de dianas a corta y larga distancia. El sistema de radar transmite pulsos en el que cada pulso consiste en dos o más sub pulsos, siendo al menos uno de los sub pulsos sustancialmente más largo que al menos otro de los sub pulsos.

[6] US 5,14,332 describe un sistema de radar que tiene un transmisor capaz de transmitir un pulso precursor codificado corto para mejorar el Intervalo de cobertura de radar unto con un pulso codificado largo.

[7] GB 285251 describe un aparato de radar que tiene un transmisor que transmite un grupo de pulsos que consiste en un pulso largo con una primera frecuencia dispuesto en sándwich entre dos pulsos más cortos, de una segunda frecuencia. Esta disposición está diseñada para garantizar que se detecta al menos uno de los dos pulsos cortos, es decir que no se oscurece mediante saturación por el retorno del pulso más largo.

[8] Ninguno de estos documentos trata los problemas particulares del aparato de radar marino.

[9] Es un objeto de la presente invención proporcionar una alternativa de aparato de radar.

[1] La presente invención proporciona un aparato de radar marino y un procedimiento para detectar dianas marinas tal como se define en las reivindicaciones independientes adjuntas a las que se hará referencia ahora. Unas características preferidas y ventajosas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

[11] Según un aspecto de la presente invención se proporciona un aparato de radar del tipo indicado más arriba, caracterizado por el hecho de que cada grupo de energía pulsos incluye al menos dos pulsos de diferentes longitudes, permitiendo el pulso más corto la detección de dianas cercanas y permitiendo el pulso más largo la detección de dianas más alejadas, y por el hecho de que los pulsos de diferente longitud están codificados de manera diferente.

[12] Preferentemente cada grupo de pulsos incluye tres pulsos, siendo cada uno de los tres pulsos de anchura diferente. Los pulsos pueden tener anchuras de aproximadamente.1 ms, 5 msy 33ms respectivamente. Los pulsos en cada grupo tienen preferentemente la misma amplitud. El aparato de radar está preferentemente dispuesto para someter los pulsos a compresión de pulsos tras la recepción. Los pulsos están preferentemente codificados mediante codificación de frecuencia, tal como una modulación de frecuencia no-lineal. Cada grupo de pulsos puede incluir tres pulsos, siendo el más corto una señal de onda continua y teniendo los otros dos un chirp modulado en frecuencia, siendo uno un chirp elevador y siendo el otro un chirp rebajador. La potencia de salida del aparato puede ser de aproximadamente 19w.

[13] De acuerdo con otro aspecto de la presente invención se proporciona un procedimiento para detectar dianas que incluye las etapas de transmitir una serie de pulsos de energía radar hacia dianas y recibir energía radar reflejadas por las dianas, caracterizado por el hecho de que la serie de pulsos incluye al menos dos pulsos de diferentes anchuras, donde el pulso más corto es adecuado para su utilización en detección de dianas de corto alcance, donde el pulso más largo es adecuado para su utilización en detección de dianas más alejadas, y donde dos pulsos están codificados de manera diferente entre sí.

[14] A continuación se describirá el aparato de radar marino y su procedimiento de funcionamiento según la presente invención, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques esquemático del aparato;

La Figura 2 ¡lustra el patrón de pulsos transmitidos; y

La Figura 3 es un diagrama de bloques del procesamiento de señal llevado a cabo en el aparato.

[15] El aparato incluye una antena de radar convencional 1, tal como un Kelvin Hughes LPA-A1. Un generador de forma de onda 2, tal como uno que emplea un dispositivo de síntesis digital directa, está controlado por una unidad de oscilador maestra y una unidad de temporización 3 para producir una trama o grupo de pulsos que es la misma independientemente de la velocidad de rotación de la antena 1 o el ajuste de alcance del aparato. La trama o grupo de pulsos se repite continuamente y comprende tres intervalos de repetición de pulsos A, B y C, tal como se muestra en la figura 2, aunque no a escala. Los pulsos A, B y C tienen la misma amplitud pero tienen anchuras o longitudes diferentes. A modo de ejemplo solamente, el pulso A podría tener una longitud de.1 ms, el pulso B podría tener una longitud de 5ms y el pulso C podría tener una longitud de 33ms. La separación entre los pulsos A y B, y B y C depende del alcance del radar. Cuando el generador de forma de onda 2 recibe un disparo de la unidad de oscilador y temporización 3 se produce ya sea un pulso estrecho de una señal de onda continua cerrada o un pulso que contiene un chirp modulado en frecuencia con un ancho de banda de barrido de aproximadamente 2MHz. El pulso más corto A es una señal de CW cerrada sencilla; los pulsos más largos B y C contienen el chirp modulado en frecuencia, teniendo un pulso un chirp elevador y teniendo el otro un chirp rebajador. De esta manera, los tres pulsos diferentes A, B y C están codificados de manera diferente de modo que puedan ser distinguidos uno de otro en la recepción, estando el pulso más corto codificado por la ausencia de cualquier chirp. El chirp FM aplicado a los dos pulsos más largos es preferentemente de tipo no lineal. Se puede ver, por lo tanto, que cada uno de los tres pulsos dentro de una trama son únicos tanto en longitud y codificación.

[16] Los pulsos producidos por el generador de forma de onda 2 son ráfagas de pulsos coherentes de baja potencia y en una frecuencia intermedia de 6 MHz. Estos se suministran a un mezclador 4 con señales de un segundo oscilador 5 para traducir a una frecuencia de radio entre 2.9 y 3.1 GHz, tal como, por ejemplo 3.5 GHz. La salida de RF de baja potencia del mezclador 4 se suministra... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aparato de radar marino que comprende medios para generar información Doppler (24) para permitir identificar dianas con diferentes velocidades estando el aparato dispuesto para propagar continuamente grupos repetidos de pulsos de energía hacia dianas y recibir grupos de pulsos de energía reflejados de vuelta por las dianas, en el que cada grupo de pulsos incluye tres pulsos (A, B, C) de diferentes anchuras en el que hay una separación entre cada uno de los pulsos, permitiendo el pulso más corto (A) la detección de dianas de cercanas y permitiendo los pulsos más largos (B, C) la detección de dianas más alejadas en el que los pulsos de diferente longitud están codificados de manera diferente entre sí.

2. Un aparato según la reivindicación 1 para mostrar señales de dianas marinas menores incluyendo boyas, barcos de recreo y embarcaciones de asalto rápidas.

3. Un aparato según la reivindicación 1 o 2 en el que cada grupo de pulsos tiene tres pulsos con anchuras de pulso de entre.1 ms y 33 ms.

4. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el pulso más corto (A) tiene una anchura de aproximadamente.1 ms.

5. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el pulso más largo (C) tiene una anchura de aproximadamente 33 ms.

6. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un procesador de señal que genera información Doppler.

7. Un aparato según la reivindicación 6 en el que el procesador de señal comprende un banco de filtros Doppler.

8. Un aparato según la reivindicación 7 en el que el banco de filtros Doppler comprende un banco de filtros pasa- banda.

9. Un aparato según las reivindicaciones 6 o 7 en el que el procesador de señal también comprende un bloque divisor l/Q, un compresor de pulsos, y un bloque diezmador.

1. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los pulsos más largos (B, C) están codificados en frecuencia.

11. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los pulsos más largos (B, C) están codificados en frecuencia por una modulación de frecuencia no-lineal.

12. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el pulso más corto (A) es una señal de onda continua y los otros dos pulsos (B, C) tienen un chirp modulado en frecuencia, siendo uno un chirp elevador y siendo el otro un chirp rebajador.

13. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por el hecho de que el aparato está dispuesto para someter los pulsos más largos (B, C) a compresión de pulsos tras la recepción y para someter el pulso más corto (A) a un filtrado pasa-bajos.

14. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que los pulsos en cada grupo (A, B, C) tienen la misma amplitud.

15. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para su utilización en un barco, teniendo el aparato una potencia de salida reducida para reducir el riesgo de detección del barco que lleva el radar.

16. Un aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene una potencia de salida de aproximadamente 19w.

17. Un procedimiento para detectar dianas marinas que comprende las etapas de transmitir continuamente grupos repetidos de pulsos hacia dianas y recibir señales de energía radar reflejadas por las dianas, en el que cada grupo de pulsos incluye tres pulsos (A, B, C) de diferentes anchuras con una separación entre cada uno de los pulsos, permitiendo el pulso más corto (A) la detección de dianas de cercanas y permitiendo los pulsos más largos (B, C) la detección de dianas más alejadas en el que los pulsos de diferente longitud están codificados de manera diferente entre sí que comprende la etapa adicional de procesar las señales recibidas y generar información Doppler (24) para permitir identificar dianas con diferentes velocidades.

18. Un procedimiento según la reivindicación 17 para recibir energía radar reflejada por dianas marinas menores incluyendo boyas, barcos de recreo y embarcaciones de asalto rápidas.

19. Un procedimiento según la reivindicación 17 o la 18 que comprende la etapa de generar y transmitir un grupo de pulsos que tiene tres pulsos con anchuras de pulso de entre.1 ms y 33 ms.

2. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de procedimiento anteriores que comprende la etapa

de procesar las señales recibidas con banco de filtros Doppler.

21. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de procedimiento anteriores en el que los pulsos más largos (B, C) están codificados en frecuencia.

22. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de procedimiento anteriores en el que los pulsos más largos (B, C) están codificados en frecuencia por una modulación de frecuencia no-lineal.

23. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones de procedimiento anteriores en el que el pulso más 15 corto (A) es una señal de onda continua y los otros dos pulsos (B, C) tienen un chirp modulado en frecuencia, siendo

uno un chirp elevador y siendo el otro un chirp rebajador.