Selección de forma de onda de seguimiento para radar multifunción.

Un método para seleccionar una forma de onda de seguimiento en un aparato de radar

(10) para seguir uno o más blancos, comprendiendo el método los pasos de:

i) para al menos una traza, utilizar una forma de onda de seguimiento dotada de una energía y una frecuencia de repetición de impulsos adecuadas para determinar una tasa de distancia de blanco y una intensidad de señal retornada para un blanco; caracterizado por que el método comprende además:

ii) determinar la frecuencia radiada de una forma de onda de seguimiento transmitida subsiguiente para la al menos una traza; y

iii) modificar la energía y la frecuencia de repetición de impulsos para uso en la forma de onda de seguimiento subsiguiente para la al menos una traza sobre la base de la tasa de distancia de blanco, la intensidad de señal retornada y la frecuencia radiada determinadas.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2008/050389.

Solicitante: BAE SYSTEMS PLC.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 6 CARLTON GARDENS LONDON SW1Y 5AD REINO UNIDO.

Inventor/es: STAFFORD,WILLIAM KENNETH.

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... > G01S13/72 (para el seguimiento en dos dimensiones, p. ej. combinación de seguimiento en ángulo y en distancia, radar de detección y seguimiento automático "track-while-scan")
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Detalles de sistemas según los grupos G01S 13/00,... > G01S7/295 (Medios para la transformación de coordenadas o para la evaluación de datos, p. ej., utilizando ordenadores)

PDF original: ES-2468566_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Selecciïn de forma de onda de seguimiento para radar multifunciïn La presente invenciïn se refiere a formas de onda de seguimiento en un radar. Mïs especïficamente, la presente invenciïn se refiere a la minimizaciïn del tiempo de residencia y la energïa en una forma de onda de seguimiento, al tiempo que se mantienen una precisiïn posicional de traza y, en consecuencia, una precisiïn de velocidad especificadas.

En un aparato de radar conocido se utiliza una cantidad fija de tiempo y energïa para formas de onda de seguimiento, los ajustes para las cuales estïn fijamente codificados en el aparato de radar. Asï, la precisiïn de la traza variarï segïn la situaciïn y no habrïa oportunidad de optimizar las formas de onda de seguimiento.

Un aparato de radar conocido se describe en el "RADAR HANDBOOK", Nueva York, NY, editado por MI Skolnik, publicado por McGraw-Hill, US, 1990, pïginas 15.66-15.67, XP002457626 ISBN: 13-X.

En la patente norteamericana US 5, 245, 347 se describe un sistema de ataque tïctico para todo tiempo atmosfïrico.

La presente invenciïn proporciona un mïtodo y un aparato para seleccionar una forma de onda de seguimiento en un aparato de radar para seguir uno o mïs blancos, que comprenden los pasos de: (i) para al menos una traza, utilizar una forma de onda de seguimiento transmitida dotada de una energïa y una frecuencia de repeticiïn de impulsos adecuadas para determinar una tasa de distancia de blanco y una intensidad de seïal retornada para un blanco; (ii) determinar la frecuencia radiada de una forma de onda de seguimiento transmitida subsiguiente para la al menos una traza; y (iii) modificar la energïa y la frecuencia de repeticiïn de impulsos para uso en la forma de onda de seguimiento subsiguiente para la al menos una traza sobre la base de la tasa de distancia de blanco, la intensidad de seïal retornada y la frecuencia radiada determinadas.

La presente invenciïn proporciona asï un medio con el cual se pueden gestionar los recursos de tiempo y energïa del radar para proporcionar un nivel requerido de prestaciones.

La ventaja de la presente invenciïn reside en que la cantidad de tiempo y la cantidad de energïa en una forma de onda de seguimiento pueden ajustarse de acuerdo con la situaciïn, de una manera autorreforzante, para maximizar la ganancia coherente en el retorno del blanco y minimizar el tiempo de radar gastado en seguir cada blanco.

Se describirïn ahora realizaciones especïficas de la invenciïn a modo de ejemplos solamente y con referencia a los dibujos adjuntos que tienen nïmeros de referencia iguales y en los que:

La figura 1 es un diagrama que muestra la disposiciïn de componentes en un aparato de radar segïn una realizaciïn de la presente invenciïn;

La figura 2 es un diagrama que proporciona mïs detalles del mïdulo de software de selecciïn de formas de onda de seguimiento del mïdulo de software de control del radar; y

La figura 3 es un grïfico que muestra la ganancia coherente del blanco en funciïn de la frecuencia de repeticiïn de impulsos que es capaz de conseguir la realizaciïn de la presente invenciïn.

Se describirï ahora la realizaciïn especïfica con referencia a las figuras 1 a 3:

En la figura 1 se muestra un diagrama de los elementos de hardware y software del aparato de radar de la presente invenciïn. Los elementos de hardware 20 del aparato de radar 10 son una antena de alineaciïn en fase 100 y un receptor 110. La antena 100 estï conectada al receptor 110.

Los elementos restantes del aparato de radar mostrado en la figura 1 estïn materializados en software. Especïficamente, el receptor 110 estï conectado a una funciïn 120 de procesamiento de seïales que a su vez estï conectada a una funciïn de seguimiento 130 conectada de nuevo y a su vez a una funciïn 150 de control de radar. Una funciïn subordinada de la funciïn 150 de control de radar es la funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento, cuyas funciones y operaciïn se describirïn con mïs detalle seguidamente con referencia a la figura 2. La funciïn de control de radar se conecta entonces a una funciïn de interfaz 160 que a su vez se conecta a la antena 100 y al receptor 110.

La funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento se muestra con mïs detalle en la figura 2. Las entradas a la funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento son la relaciïn de seïal a ruido para cada traza (alimentada por la funciïn de seguimiento 130 y la funciïn 150 de control de radar desde la funciïn 120 de procesamiento de seïales) , la estimaciïn de la tasa de distancia para cada traza (estimada por la funciïn de seguimiento 130 y alimentada por la funciïn 150 de control de radar) y las frecuencias transmitidas a utilizar

(conocidas y proporcionadas por el control de radar 150) . La tasa de distancia es la tasa de cambio de la distancia inclinada con el tiempo (medida, por ejemplo, en metros por segundo) . La distancia inclinada es la distancia entre el radar y el blanco medida a lo largo de la lïnea recta que los conecta directamente en tres dimensiones. Por consiguiente, la tasa de distancia del blanco es la tasa de distancia de un blanco medida en el radar de observaciïn.

En una realizaciïn preferida de la invenciïn la relaciïn de seïal a ruido para cada traza se normaliza en una longitud de impulso fija y una distancia de blanco fija y se alisa en alfa antes de ser ingresada en la funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento.

La funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento realiza dos pasos autorreforzantes:

1. Con la estimaciïn alisada en alfa de la relaciïn de seïal a ruido se elige el contenido de energïa total (longitud de impulso y nïmero de impulso) de las formas de onda de traza para la distancia de blanco esperada y para conseguir la precisiïn de traza posicional requerida

2. Con la estimaciïn de la tasa de distancia de blanco y su error asociado (entregado tambiïn por la funciïn de seguimiento 130) se elige la frecuencia de repeticiïn de impulsos en formas de onda de actualizaciïn de traza que utilizan un procesamiento coherente para maximizar la ganancia coherente en el retorno del blanco. Esto actïa para reforzar la determinaciïn del contenido de energïa total, ya que la consecuciïn de una ganancia de procesamiento por medio de un filtro coherente reducirï seguidamente la necesidad de energïa total.

La funciïn 140 de selecciïn de forma de onda de seguimiento entrega luego la longitud de impulso, el nïmero de rïfagas coherentes y la frecuencia de repeticiïn de impulsos a utilizar en la siguiente forma de onda de seguimiento. ïsta es hecha pasar por el control de radar 150, a travïs de la interfaz 160, hasta la antena 100 y el receptor 110.

El grïfico de la figura 3 muestra las ïreas de blanco del grïfico que es capaz de disponer la invenciïn, ilustradas por unas casillas 300, cuyas dimensiones son frecuencias Doppler dadas a las que la ganancia coherente estï por encima de una ganancia unidad. Si las seïales devueltas muestran una ganancia coherente por encima de la ganancia unidad, entonces se muestra un incremento de la relaciïn de seïal a ruido para permitir el seguimiento del blanco. La invenciïn actïa para permitir una relaciïn de seïal a ruido adecuada para las seïales retornadas, a la vez que se utiliza el tiempo de radar mïnimo.

De esta manera, la invenciïn actïa para controlar tanto el tiempo como la energïa de las formas de onda de seguimiento de radar a fin de minimizar el uso de recursos de radar, al tiempo que se consigue un nivel requerido de precisiïn de posiciïn de traza y de velocidad.

El experto que lea la realizaciïn anterior de la invenciïn... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un mïtodo para seleccionar una forma de onda de seguimiento en un aparato de radar (10) para seguir uno o mïs blancos, comprendiendo el mïtodo los pasos de:

i) para al menos una traza, utilizar una forma de onda de seguimiento dotada de una energïa y una frecuencia de repeticiïn de impulsos adecuadas para determinar una tasa de distancia de blanco y una intensidad de seïal retornada para un blanco; caracterizado por que el mïtodo comprende ademïs:

ii) determinar la frecuencia radiada de una forma de onda de seguimiento transmitida subsiguiente para la al menos una traza; y

iii) modificar la energïa y la frecuencia de repeticiïn de impulsos para uso en la forma de onda de seguimiento subsiguiente para la al menos una traza sobre la base de la tasa de distancia de blanco, la intensidad de seïal retornada y la frecuencia radiada determinadas.

2. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 1, en el que se utiliza procesamiento de seïal de retorno coherente y en el que se elige la frecuencia de repeticiïn de impulsos de la forma de onda de seguimiento subsiguiente para maximizar la ganancia coherente en la seïal retornada para el blanco.

3. Un mïtodo segïn la reivindicaciïn 1 o 2, en el que la tasa de distancia de blanco comprende una tasa de distancia de blanco estimada y un error asociado.

4. Un mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la intensidad de seïal retornada comprende una relaciïn de seïal a ruido.

5. Un mïtodo segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la relaciïn de seïal a ruido se somete a un alisado alfa.

6. Un aparato de radar (10) para seguir uno mïs blancos, comprendiendo el aparato una funciïn (120) de procesamiento de seïales, una funciïn de seguimiento (130) y una funciïn (150) de control de radar, siendo operativo el aparato para utilizar una forma de onda de seguimiento transmitida dotada de una energïa y una frecuencia de repeticiïn de impulsos adecuadas para determinar una tasa de distancia de blanco y una intensidad de seïal retornada para al menos una traza,

caracterizado por que la funciïn (150) de control de radar comprende una funciïn (140) de selecciïn de forma de onda de seguimiento operativa para modificar la energïa y la frecuencia de repeticiïn de impulsos para uso en una forma de onda de seguimiento subsiguiente para la al menos una traza sobre la base de la tasa de distancia de blanco y la intensidad de seïal retornada determinadas de la forma de onda de seguimiento transmitida, y tambiïn sobre la base de la frecuencia radiada de la forma de onda de seguimiento subsiguiente, siendo operativo el aparato para realizar el mïtodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.