[发明专利]飞行器的雷达系统

说明书

[0001]本发明涉及用于飞行器的雷达系统，用于至少探测该飞行器周围区域内的另外的空中物体。

[0002]这种雷达系统是公知的并由空军的军用飞行器使用。该公知的雷达系统能够彻底搜索距离使用该系统的飞行器达150海里的区域。该系统用于尽可能早地探测另外的飞行器，并不是为了防撞的目的，而是允许尽可能早地确定探测到的飞行器例如是需要作为目标的敌方飞行器，还是可忽视的飞行器。该公知雷达系统的发射机能够发射强信号，该信号到达很长的距离并在反射后仍能够检测到。该发射机的天线可进行机械运动，例如旋转，从而通过天线的扫描运动将信号发送到所有感兴趣的地域。发射机也可布置为无需天线自身的物理旋转而电子地扫描所有感兴趣的地域。但是，两种情况下的感兴趣地域都是仅在临时处理的扫描区域内。如果需要扫描所有感兴趣的地域，需花费一定的时间来获取关于在该飞行器的周围区域内可能存在另外飞行器的信息。这通常是超过几秒钟的时间。结果是，该公知系统例如不能取代对正在飞行的飞行器周围的飞行安全容量的直接视觉观测。

[0003]本发明的目的是提供一种雷达系统，其能够以比上述现有技术的系统提供的反馈方式更快的方式向飞行员提供反馈。

[0004]这个目的利用根据本发明的雷达系统来实现，该雷达系统用于飞行器，在使用中至少探测该飞行器周围区域内的另外的空中物体，其中，该系统包括至少一个子系统，该子系统包括：至少一个发射机，用于发射电磁探测信号；相控阵接收机，用于同时接收所发射的探测信号的反射和生成接收信号，每个接收信号代表接收的探测信号的反射；以及信号处理单元，用于处理每个接收信号，以便获取关于在该飞行器周围区域内探测到的空中物体的信息，其中该子系统布置成通过发射机发射探测信号，使得该探测信号覆盖相对于该飞行器静止的感兴趣地域，其中该子系统布置成通过相控阵接收机和信号处理装置来探测该感兴趣地域内的空中物体。这允许开发根据本发明的雷达系统，使得该雷达系统能够取代视觉观测。

[0005]信号处理单元可安排为确定相对于该飞行器的接收的反射所来自的方向，而与被探测空中物体在感兴趣地域内的位置无关。由此可知，信号处理单元可几乎瞬时确定该方向，从而排除接收机扫描该感兴趣地域的需要，这导致该方向的缓慢确定。

[0006]更具体地，为了能够确定相对于该飞行器的接收的反射所来自的方向，信号处理单元安排为使用数字多波束形成(digital multiple beam forming)，这是一个安排该信号处理单元与被探测到的空中物体在感兴趣地域内的位置无关地确定该方向的非常适合的方法。

[0007]具体地，安排至少一个子系统来发射探测信号，使得该探测信号连续地覆盖感兴趣的地域。这提供的优点是一直监控感兴趣地域中是否存在另外的飞行装置。这种系统能够向飞行员不断地提供信息。因此，以比公知雷达系统提供这样的信息快得多的方式提供这些信息。

[0008]如今，商用飞行器周围的安全容量(safety volume)由人类空中交通控制员为了避免碰撞的目的而控制着。向这些空中交通控制员提供关于空间的预定地域内存在飞行器的信息。这个信息基于经由雷达系统对空中飞机的探测，这些雷达系统位于地面上并监控感兴趣地域。在给定的时间时刻，一个有经验的人类空中交通控制员能够监视大约30个飞行器的飞行环境。这已经达到在给定空间地域内允许的飞行器的最大数目。

[0009]研究表明，如果飞行器自身能够保卫它们在给定空间内的分离，空间的效率可显著改善。

[0010]已经计划开发一种系统，其中所有的飞行器都具有连续发射包含关于该飞行器位置信息的信号的发射机。当所有的飞行器也具有接收由其他飞行器发射的这些信号的接收机的时候，在任一时间，所有的飞行器都应注意到使用同一空间的所有其他飞行器的位置。基于该信息，每个飞行器都应能够避免与其他飞行器相撞。这个系统的缺点是，每个飞行器都依赖其他飞行器。这个系统仅在所有飞行器都配备这样的系统时才能够满意地工作。因此，不能逐渐实施这样的系统。这严重阻碍了这个系统的发展。

[0011]根据本发明的雷达系统能够与这个雷达系统应用到其他飞行器中的时间无关地用于每个飞行器。