Sistema de radar de formas de onda pseudo-ortogonal, radar de formas de onda cuadráticas polifásicas y métodos para localizar los objetivos.

Un sistema de radar que incluye:

un generador de código (114) configurado para generar un grupo de códigos pseudo-ortogonales

(115), en donde un producto escalar de dos de los códigos de pseudo-ortogonales es prácticamente cero;

elementos transmisores (102) cada uno configurado para transmitir simultáneamente uno de un grupo de formas de onda pseudo-ortogonal (103) en un elemento asociado de un grupo de elementos de antena (104), donde se generan las formas de onda pseudo-ortogonales (103) de un elemento correspondiente de los códigos pseudo-ortogonales (115);

circuitos (106) (110) configurados para combinar y digitalizar las señales de retorno recibidas por los elementos de la antena (104) y generar una sola forma de onda digital (111);

y un procesador de forma de onda (302) (112) configurado para realizar correlaciones en la forma de onda digital única combinada (111),

donde las señales de retorno recibidas por los elementos de la antena se combinan directamente sin modificación previa independiente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2006/004348.

Solicitante: RAYTHEON COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 870 WINTER STREET WALTHAM, MA 02451-1449 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: ADAMS,VINH N, DWELLY,WESLEY H.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > COMUNICACIONES MULTIPLEX (peculiar de la transmisión... > H04J13/00 (Sistemas de multiplexación por división de código (para salto de frecuencia H04B 1/713))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/32 (que utilizan la transmisión de ondas continuas no moduladas, ondas moduladas en amplitud, en frecuencia o en fase)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/87 (Combinaciones de sistemas de radar, p. ej. radar primario y radar secundario)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Sistemas que utilizan la reflexión o la rerradiación... > G01S13/86 (Combinaciones de sistemas de radar con sistemas no de radar, p. ej. sonar, localizador de dirección)

PDF original: ES-2542855_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Ámbito Técnico

Las representaciones de la presente invención pertenecen a los sistemas de radar. En algunas representaciones, la presente invención se refiere a la localización de francotiradores. En algunas representaciones, la presente invención se refiere a interceptar proyectiles entrantes.

Contexto

Los francotiradores son un problema en situaciones de guerra urbana, así como en las calles de la ciudad. Los francotiradores son difíciles de localizar y es difícil proteger a VIPs, policía y soldados del fuego de los francotiradores. Algunos sistemas convencionales utilizan técnicas de detección poraudio para ayudara localizar al tirador después de que se dispare una bala, pero estas técnicas no son exactas y son difíciles de implantar. Además, estas técnicas no proporcionan una forma de detener la bala. En algunas situaciones de guerra urbana, granadas propulsadas por cohetes (PRGs), morteros y otros proyectiles presentan problemas similares.

Se han utilizado algunos sistemas de radar convencional para rastreare interceptarlos proyectiles entrantes, pero estos sistemas no se implantan fácilmente en situaciones urbanas, son grandes, incómodos y costosos. Además, estos sistemas no ofrecen protección contra un arma de combate cercano (menos de 1 metros) debido que los sistemas convencionales incluyen sistemas de escaneado mecánico y de matriz de escaneado electrónico (ESA).

Por lo tanto, existe una necesidad general de sistemas de radar mejorado. También hay una necesidad general de sistemas y métodos que puedan ayudar a proteger contra fuego procedente de francotiradores, así como otros proyectiles, especialmente en situaciones urbanas. La patente de los EE. UU. A-23/218565 revela un sistema de radar que transmite formas de onda pseudo-ortogonales.

Resumen

En algunas representaciones de forma de onda pseudo-ortogonal simultáneas, un sistema de radar transmite formas de onda pseudo-ortogonal y lleva a cabo múltiples correlaciones en una señal de canal receptor único combinado para identificar un objetivo, como la bala de un tirador, un proyectil entrante, una granada propulsada por cohete (RPG) o un mortero.

En algunas representaciones, el sistema puede calcular la trayectoria del objetivo para interceptar al objetivo. En algunas representaciones, el sistema puede calcular la trayectoria del objetivo y podría también extrapolar la trayectoria del objetivo para localizar la fuente del objetivo, como un francotirador o un RPG o un tirador de mortero. En algunas representaciones, el sistema puede ayudar a proteger contra el fuego de francotiradores, así como otros proyectiles, especialmente en situaciones urbanas. En algunas representaciones, el sistema es portátil y puede montarse sobre un vehículo y puede proporcionar un mayor rango de distancia. En algunas representaciones, el sistema podría utilizarse para contrarrestar el fuego de francotirador, RPG y morteros.

Breve descripción de los esquemas

Las reivindicaciones adjuntas se dirigen a algunas de las varias representaciones de la invención presente. Sin embargo, la descripción detallada presenta una comprensión más completa de las representaciones de la presente invención cuando se tiene en cuenta en relación con las figuras, en las que como referencia los números se refieren a objetos similares a lo largo de las figuras y:

La FIGURA 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de radar de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 2 es un diagrama de bloques funcional de un elemento transmisor de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 3 es un diagrama de bloques funcional de un procesamiento de forma de onda y un circuito controlador de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

Las FIGURAS 4A, 4B y 4C ilustran sistemas de radar de entornos operativos de acuerdo con alguna realización de la presente invención;

Las FIGs. 5A y 5B ilustran configuraciones de elemento de antena de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 6 ¡lustra una zona de detección y un ángulo de detección de un sistema de radar de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

Las FIGURAS 7A, 7B y 7C ¡lustran ejemplos de ubicaciones de destino en vigas de antena y magnitudes de señales de salida de correlación asociadas de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 8 ilustra ejemplos de valores de bit para la modulación de fase de formas de onda pseudo- ortogonales de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 9 es un diagrama de flujo de un procedimiento operativo de un sistema de radar de forma de onda pseudo-ortogonal de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención;

La FIGURA 1 ilustra un espectro de frecuencias asociado a un sistema de radar de onda cuadrática polifásica da acuerdo con algunas representaciones de la presente invención; y

La FIGURA 11 ilustra algunos parámetros a modo de ejemplo para un sistema de radar de onda cuadrática polifásica de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención.

Descripción Detallada

La siguiente descripción y los esquemas ilustran representaciones específicas del invento de forma suficiente para permitir a los expertos en el arte que lo pongan en práctica. Otras representaciones podrían incorporar procesos estructurales, lógicos, eléctricos y otros cambios. Los ejemplos únicamente tipifican las variaciones posibles. Los componentes individuales y las funciones son opcionales a menos que se requiera explícitamente y la secuencia de operaciones puede variar. Las porciones y características de algunas representaciones podrían estar incluidas en o sustituidas por las de otros. Las representaciones de la invención que se establecen en las reivindicaciones abarcan todos los equivalentes disponibles de esas reivindicaciones. En el presente documento puede hacerse referencia a las representaciones de la invención, individual o colectivamente, con el término «invención» únicamente por comodidad y sin la Intención de limitar voluntariamente el alcance de esta aplicación a cualquier invento individual o concepto inventivo si de hecho se presentase más de uno.

La FIGURA 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de radar de acuerdo con algunas representaciones de la presente invención. En algunas representaciones, el sistema de radar 1 podría ser un sistema de radar de onda pseudo-ortogonal, mientras que en otras representaciones, el sistema de radar 1 podría ser un sistema de radar de onda cuadrática polifásica.

En algunas representaciones de la forma de onda pseudo-ortogonale, el sistema de radar 1 transmite ondas pseudo-ortogonales 13 y lleva a cabo correlaciones múltiples sobre una señal de canal único receptor combinado 17 para identificar un objetivo, como la bala de un tirador, un proyectil entrante, granadas propulsadas por cohetes (RPG) o mortero. En algunas representaciones, puede estimarse la trayectoria del objetivo para el lanzamiento de un interceptor para interceptar el objetivo. En algunas representaciones, la trayectoria del objetivo puede extrapolarse para determinar la ubicación de origen del objetivo (por ejemplo, la ubicación del tirador).

En algunas representaciones de la forma de onda pseudo-ortogonal, el sistema de radar 1 incluye una pluralidad de elementos transmisor 12, cada uno para generar y transmitir una onda pseudo-ortogonal 13 en un elemento asociado de un conjunto de elementos de antena 14. El sistema de radar 1 también comprende circuitos 16 y 11 para combinar y digitalizar las señales de retorno recibidas por los elementos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de radar que incluye:

un generador de código (114) configurado para generar un grupo de códigos pseudo-ortogonales (115), en donde un producto escalar de dos de los códigos de pseudo-ortogonales es prácticamente cero; elementos transmisores (12) cada uno configurado para transmitir simultáneamente uno de un grupo de formas de onda pseudo-ortogonal (13) en un elemento asociado de un grupo de elementos de antena (14), donde se generan las formas de onda pseudo-ortogonales (13) de un elemento correspondiente de los códigos pseudo-ortogonales (115);

circuitos (16) (11) configurados para combinar y digitalizar las señales de retorno recibidas por los elementos de la antena (14) y generar una sola forma de onda digital (111);

y un procesador de forma de onda (32) (112) configurado para realizar correlaciones en la forma de onda digital única combinada (111),

donde las señales de retorno recibidas por los elementos de la antena se combinan directamente sin modificación previa independiente.

2. El sistema de la reivindicación 1 en donde cada uno de los elementos del transmisor (12) consta de un modulador de fase (22) para modular en fase una señal de radiofrecuencia (RF) (117) con uno de los códigos pseudo-ortogonales (115) para generar la forma de onda pseudo-ortogonal correspondiente (13) para la transmisión por el elemento asociado de los de la antena (14).

3. El sistema de la reivindicación 2 donde el modulador de fase (22) de cada elemento transmisor (12) incluye un modulador bi-fase a fase modular la señal de RF (217) con una fase de prácticamente cero grados o prácticamente ciento ochenta grados de acuerdo con unos y ceros del elemento asociado de los códigos pseudo-ortogonales (115), en donde cada elemento transmisor (12) también comprende:

un cambio de registro (24) para serie ofrecer fragmentos del elemento asociado de los códigos pseudo- ortogonales (115) para el modulador de fase (22); y

un elemento de forma de onda de carga (26) para proporcionar el código pseudo-ortogonal asociado (115) al registro de desplazamiento.

4. El sistema de la reivindicación 2 donde el procesador de forma de onda (32) incluye:

uno o más correladores (34) para correlacionar la forma de onda digital única (111) con cada uno de los códigos pseudo-ortogonales (115);

y circuitos de transformación rápida de Fourier (FFT) (36) para realizar transformaciones rápidas de Fourier (FFTs) en señales de salida de correlación (35) de los correladores de uno o más (34) para el uso en la estimación de una trayectoria (45) de un objetivo (44), donde el sistema también comprende:

una calculadora de la trayectoria (38) para interpolar entre las señales de salida de correlación (35) asociadas a diferentes antenas para calcular un ángulo de Azimut del objetivo; un extrapolador de ubicación de la fuente (31) para calcular una ubicación de origen (46) del objetivo (44) basada en la trayectoria (45); y

un controlador de sistema (312) para generar una señal de control (313) para lanzar un arma de contador en el lugar de origen (46).

5. Un método para operar un sistema de radar que incluye:

generando un grupo de códigos pseudo ortogonales (115), en donde un producto escalar de dos de los códigos pseudo-ortogonales es prácticamente cero;

Transmisión de cada uno de un grupo de formas de onda pseudo-ortogonales (13) 2 con elementos de antena separados respectiva espacialmente (14), donde cada elemento de la antena está configurado para transmitir simultáneamente una de las formas de onda pseudo-ortogonales, y donde se generan las formas de onda pseudo-ortogonales a partir de uno de los elementos correspondientes de los códigos pseudo-ortogonales; combinar y digitalizar las señales de retorno recibidas a través de los elementos de la antena para generar una sola forma de onda digital (111);

y llevar a cabo correlaciones en la forma de onda digital combinada (111) con los códigos pseudo- ortogonales asociados a las formas de onda pseudo-ortogonales,

en donde las señales de retorno recibidas por los elementos de la antena se combinan directamente sin modificación previa independiente;

6. El método de la reivindicación 5 que también incluye la modulación de fase de una señal de radiofrecuencia (RF) con uno de los códigos pseudo-ortogonales para generar una forma de onda pseudo-ortogonal asociada para la transmisión de uno de los elementos de la antena.

7. El sistema de la reivindicación 6 donde el modulador de fase incluye la modulación bifásica de la señal de RF (217) con una fase de prácticamente cero grados o prácticamente ciento ochenta grados de acuerdo con unos y ceros del elemento asociado de los códigos pseudo-ortogonales, y donde el sistema también incluye:

proporciona bits en serie del elemento asociado de los códigos pseudo-ortogonales para la modulación de fase de la señal de RF.