[发明专利]为远程和短程目标检测提供多个波形的雷达系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月30日提交的，题为“RADAR SYSTEM PROVIDING MULTIPLE WAVEFORMS FOR LONG RANGE AND SHORT RANGE TARGET DETECTION”的美国临时专利申请No.61/581,989的权益，通过引用的方式将其作为整体合并于此。

技术领域

本发明的一个或者多个实施例总体上涉及雷达系统，更具体的涉及例如固态雷达技术。

背景技术

雷达系统通常用于检测靠近船舶、飞机、车辆或固定位置的目标(例如，对象、地理特征或其他类型的目标)。传统的雷达系统通常采用磁控管来产生雷达信号。不幸的是，磁控管及与其相关的微波硬件结构通常昂贵、体型笨重并且要求大型电源来操作。因此，基于磁控管的雷达系统可能不特别适用于小型或便携式雷达系统中。

某些雷达系统采用具有设置在其中的一个或多个波导的旋转接头来导引旋转雷达天线和其他部件之间的信号。然而，这种旋转接头通常设计、构造和制造都比较复杂。因此，这些部件会显著地增加与它们相关联的天线系统的成本。另外，传统的旋转接头可能呈现出雷达系统无意检测到的旋转噪声。

很多现有的雷达系统使用一般有助于短程或远程目标检测的信令方案，而短程或远程目标检测中的一个会损害另一个。例如，脉冲雷达信令方案可以提供期望的远程目标检测。然而，发送的脉冲雷达信号可能会使短程的返回信号模糊。该问题不是令人喜欢的，但是脉冲雷达信令方案却通常容忍该问题，这是因为其他远程检测技术通常具有较高的功率要求并且可能要求高度专业的部件。相反，调频连续波(FMCW)信令方案可以提供期望的短程目标检测，但是不能提供有效的远程目标检测。

可以利用微型自动雷达标绘仪(MARPA)部件来实现各种雷达系统，其中，可以选择检测到的目标进行追踪。然而，现有的MARPA实现通常会受到不准确的目标识别的妨碍。特别的，该实现可能不正确地将海面杂波识别为可追踪的目标，从而可能降低相关的雷达系统的精确度。

发明内容

本文公开了用于提供雷达系统的各种技术。例如，在某些实施例中，可以节省成本的方式实现该雷达系统，并且该雷达系统具有高度的功能性。

在一个实施例中，可以利用放大雷达信号以进行广播的氮化镓(GaN)功率放大器来实现雷达系统。该放大器可以用于例如代替磁控管，以允许以紧凑的形状因数以及相对较低的功耗来实现雷达系统。在另一个实施例中，可以使用砷化镓(GaAs)功率放大器。当适用时，其他放大器实现可用在各种实施例中。

在另一个实施例中，可以利用将来自旋转天线的雷达数据提供给基站的无线发射器来实现雷达系统。该无线发射器可用于例如无需通过复杂的旋转接头来传递检测到的信号即可提供雷达数据。

在另一个实施例中，可以利用被配置为在单个雷达系统中执行脉冲和FMCW信令的信令方案来实现雷达系统。该信令方案例如可用于利用单个雷达系统来执行短程和远程检测。

在另一个实施例中，雷达系统可以实现为对雷达返回信号执行多普勒处理，以确定检测到的目标的速度。该处理例如可用于提供准确可靠的船舶目标追踪、海杂波识别，并且有助于目标识别。

在另一个实施例中，雷达系统包括适于广播雷达信号和接收响应于此的返回信号的雷达单元，所述雷达单元包括：波形发生器，其适于提供不同脉冲宽度的脉冲波形和频率调制连续波(FMCW)的波形，其中波形彼此交错以为雷达信号提供传输序列，以供检测远程和短程的目标；功率放大器，其适于对所述雷达信号进行放大以进行广播；以及天线，其适于广播所述雷达信号并接收所述返回信号。

在另一个实施例中，一种操作雷达系统的方法包括：利用波形发生器提供不同脉冲宽度的脉冲波形和频率调制连续波(FMCW)的波形，其中波形彼此交错以为雷达信号提供传输序列，以供检测远程和短程的目标；利用功率放大器对所述雷达信号进行放大以进行广播；以及，其中，所述波形发生器、功率放大器和天线是雷达单元的一部分。

本发明的范围由权利要求书限定，通过引用的方式将权利要求书的内容并入到本部分。通过考虑下面对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加完整地理解本发明的实施例并意识到本发明附加的优点。下面将参考首先要简要描述的附图。

附图说明

图1示出了根据本公开实施例的、包括雷达单元和基站的雷达系统的框图。

图2示出了根据本公开实施例的、以半透明的形式示出以显示内部部件的、具有罩的雷达单元的透视图。