多普勒雷達(dá)測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容一般地涉及多普勒雷達(dá)，以及特別地涉及多普勒雷達(dá)單元的測試系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 多普勒雷達(dá)是一種利用電磁波確定在離觀察者一定距離處的目標(biāo)的徑向速度 (朝向/遠(yuǎn)離觀察者的速度）的雷達(dá)系統(tǒng)，并且它具有許多用途，包括確定飛行器下降速率、 移動物體的速度等。多普勒雷達(dá)單元通常傳輸由目標(biāo)反射并且返回雷達(dá)單元的電磁波（有 時被稱作雷達(dá)信號）。目標(biāo)相對于雷達(dá)單元在徑向方向的移動導(dǎo)致反射信號頻率相對于傳 送信號的改變，通常被稱作多普勒效應(yīng)（或多普勒頻移）。更具體地說，目標(biāo)的徑向移動改 變了雷達(dá)信號的頻率一個量，該量與目標(biāo)的相對速度成比例，使得雷達(dá)信號頻率的改變可 用于確定移動目標(biāo)的位置和速度。
[0003] 為了校準(zhǔn)和認(rèn)證多普勒雷達(dá)單元而發(fā)展了許多技術(shù)，最顯著地包含那些涉及振動 音叉的使用。根據(jù)這種技術(shù)，音叉產(chǎn)生信號，該信號代表由目標(biāo)反射雷達(dá)信號產(chǎn)生的信號 (即，音叉產(chǎn)生代表反射信號的信號），并且該信號與目標(biāo)的預(yù)期速度具有已知關(guān)系。通過 計(jì)算速度，雷達(dá)單元響應(yīng)該信號，該速度可與預(yù)期速度比較以確定雷達(dá)單元的精確性。并且 從這種比較，可以校準(zhǔn)或以其他方式認(rèn)證雷達(dá)單元以便使用。
[0004] 盡管現(xiàn)有的音叉技術(shù)是適當(dāng)?shù)?，但是它具有缺點(diǎn)。當(dāng)前音叉技術(shù)方法通常僅測試 單個點(diǎn)，即由音叉產(chǎn)生的單一頻率的信號。音叉本身也可能容易由于溫度而變化，以及由于 在固體表面上過度猛烈擊打音叉而容易受到物理損傷。其他的現(xiàn)有技術(shù)包括運(yùn)載工具和固 定反射器或移動物體的利用，但是這些技術(shù)通常是較不精確和較不穩(wěn)定的。這些和其他相 似現(xiàn)有技術(shù)通常也不適用于計(jì)算非常低的速度，特別在下降速率的情況。
[0005] 因此，可能期望的是具有一種考慮了至少一些上述討論的問題以及可能其他問題 的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本公開的實(shí)例實(shí)施方式通常涉及產(chǎn)生多普勒頻移頻率的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法，該多 普勒頻移頻率代表由目標(biāo)反射的雷達(dá)信號引起的頻率，其可用于計(jì)算代表目標(biāo)速度的速 度，用于校準(zhǔn)或認(rèn)證多普勒雷達(dá)單元。根據(jù)實(shí)例實(shí)施方式，多普勒頻移頻率可由在多普勒雷 達(dá)單元頻率下的電信號、通過在第二頻率下產(chǎn)生另一個第二電信號并且混合這兩個電信號 而產(chǎn)生。以這種方式，實(shí)例實(shí)施方式可產(chǎn)生更接近于多普勒雷達(dá)單元的更精確的第二頻率， 從而其可達(dá)到更低的多普勒頻移頻率。這又可以實(shí)現(xiàn)以更低的目標(biāo)速度校準(zhǔn)/認(rèn)證多普勒 雷達(dá)單元。并且在一些實(shí)例中，第二頻率是可選擇的，其可以進(jìn)一步使實(shí)例實(shí)施方式能夠以 許多不同的目標(biāo)速度校準(zhǔn)/認(rèn)證多普勒雷達(dá)單元。
[0007] 根據(jù)實(shí)例實(shí)施方式的一個方面，提供一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多普勒雷達(dá)單元以及 在離多普勒雷達(dá)單元一定距離處的測試系統(tǒng)。多普勒雷達(dá)單元配置為傳送具有第一頻率的 第一電磁波。然后，測試系統(tǒng)配置為接收第一電磁波，并且轉(zhuǎn)換第一電磁波為具有第一頻率 的第一電信號。
[0008] 測試系統(tǒng)配置為產(chǎn)生具有第二頻率的第二電信號，并且混合第一電信號和第二電 信號以產(chǎn)生具有第三頻率的第三電信號，該第三頻率是第二頻率與第一頻率的和或者差。 在一些實(shí)例中，測試系統(tǒng)可配置為產(chǎn)生正弦波音頻信號作為第二電信號。并且在一些實(shí)例 中，測試系統(tǒng)可配置為產(chǎn)生具有在一個頻率范圍內(nèi)可選擇的第二頻率的第二電信號。
[0009] 此處，第三電信號的第三頻率代表由在離多普勒雷達(dá)單元一定距離處的目標(biāo)反射 第一電磁波產(chǎn)生的多普勒頻移頻率。測試系統(tǒng)可配置為然后轉(zhuǎn)換第三電信號為具有第三頻 率的第二電磁波，并且傳送第二電磁波回到多普勒雷達(dá)單元。然后多普勒雷達(dá)單元可配置 為作為第一頻率和第三頻率的函數(shù)計(jì)算代表目標(biāo)速度的速度。然后基于由多普勒雷達(dá)單元 計(jì)算的速度與預(yù)期速度的比較，多普勒雷達(dá)單元是可以被校準(zhǔn)的或被認(rèn)證的。
[0010] 多普勒雷達(dá)單元可包括配置為傳送第一電磁波的第一天線，以及配置為接收第二 電磁波的相同或另一個第一天線。類似地，測試系統(tǒng)可包括連接至它的平臺并且配置為接 收第一電磁波的第二天線，以及配置為傳送第二電磁波的相同或另一個第二天線。在一些 實(shí)例中，多普勒雷達(dá)單元和測試系統(tǒng)可包括雷達(dá)吸收劑材料，其布置在第一和第二天線的 各自一個周圍，并且配置為減少來自在其接收的第二和第一電磁波的各自一個的反射。
[0011] 在實(shí)例實(shí)施方式的其他方面，提供一種測試系統(tǒng)和方法。本文討論的特征、功能和 優(yōu)勢可在不同的實(shí)例實(shí)施方式中單獨(dú)實(shí)現(xiàn)或者可以在另外的其他實(shí)例實(shí)施方式中結(jié)合，其 進(jìn)一步細(xì)節(jié)可參考以下描述和附圖理解。
【附圖說明】
[0012] 在如此以概括術(shù)語描述本公開的實(shí)例實(shí)施方式后，現(xiàn)在將參考附圖，這些附圖沒 有必要按照比例繪制，并且其中：
[0013] 圖1圖解了根據(jù)本公開的一些實(shí)例實(shí)施方式的系統(tǒng)；
[0014] 圖2圖解了測試系統(tǒng)的一個實(shí)例，在一些實(shí)例中該測試系統(tǒng)可對應(yīng)于圖1系統(tǒng)的 測試系統(tǒng)；
[0015] 圖3圖解了包括根據(jù)本公開的實(shí)例實(shí)施方式的方法中各種操作的流程圖；以及
[0016] 圖4是一個圖表，其圖解了根據(jù)本公開的一些實(shí)例的在多普勒頻率和目標(biāo)飛行器 的下降速率之間已知關(guān)系的一個實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 現(xiàn)在將參考附圖在下文更全面地描述本公開的一些實(shí)施方式，附圖中顯示了一些 但不是所有的本公開的實(shí)施方式。當(dāng)然，可以以許多不同的形式體現(xiàn)本公開的各種實(shí)施方 式并且不應(yīng)當(dāng)解釋為對本文闡述的實(shí)施方式的限制；更確切地講，提供這些實(shí)例實(shí)施方式 以便本公開將是徹底的和完全的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本公開的范圍。進(jìn) 一步地，盡管本文可提及許多測量值、閾值等，例如時間、距離、速度、百分率等一一實(shí)例實(shí) 施方式的各方面可以根據(jù)這些操作；但除非另有說明，任何或所有的測量值/閾值是可以 配置的。相同的附圖標(biāo)記在全文中指代相同的元件。
[0018] 圖1圖解根據(jù)本公開一些實(shí)例實(shí)施方式的系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)包括多普勒雷 達(dá)單元102以及在離多普勒雷達(dá)單元一定距離處的測試系統(tǒng)104。多普勒雷達(dá)單元配置為 傳送具有第一頻率的第一電磁波1〇6。然后，測試系統(tǒng)配置為接收第一電磁波，并轉(zhuǎn)換第一 電磁波為具有第一頻率的第一電信號。
[0019] 測試系統(tǒng)104配置為產(chǎn)生具有第二頻率的第二電信號，并混合第一電信號和第二 電信號以產(chǎn)生具有第三頻率的第三電信號，該第三頻率是第二頻率和第一頻率的和或者 差。在一些實(shí)例中，測試系統(tǒng)可配置為產(chǎn)生正弦波音頻信號作為第二電信號。并且在一些 實(shí)例中，測試系統(tǒng)可配置為產(chǎn)生具有在一個頻率范圍內(nèi)可選擇的第二頻率的第二電信號。
[0020] 不管測試系統(tǒng)104以何種方式配置來產(chǎn)生第二電信號，第三電信號的第三頻率代 表由在離多普勒雷達(dá)單元102 -定距離處的目標(biāo)反射第一電磁波106產(chǎn)生的多普勒頻移頻 率。然后測試系統(tǒng)可配置為轉(zhuǎn)換第三電信號為具有第三頻率的第二電磁波108,并且傳送第 二電磁波回到多普勒雷達(dá)單元。在一些實(shí)例中，多普勒雷達(dá)單元可接收第二電磁波，并轉(zhuǎn)換 其為具有第三頻率的適當(dāng)?shù)模ɡ绲谒模╇娦盘栆赃M(jìn)一步處理，例如以計(jì)算代表目標(biāo)速度 的速度。
[0021] 如還顯示的，多普勒雷達(dá)單元102可包括平臺110,該平臺110帶有配置為支持多 普勒雷達(dá)單元各種功能的各種機(jī)載部件。多普勒雷達(dá)單元也可以包括連接至它的平臺并且 配置為傳送第一電磁波106的第一天線112,并且相同的或另一個第一天線可配置為接收 第二電磁波108。