本公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例一般涉及雷達系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體地，但不限于，在雷達系統(tǒng)(如天氣雷達系統(tǒng))中的多個重疊雷達射束中估計目標角度。

背景技術(shù)：

在以往的努力中，在不同的天線指向高度、連續(xù)子孔徑技術(shù)、esa雷達波束的快速重定位，或多個接收器單脈沖技術(shù)中已經(jīng)使用多個天線方位掃描以執(zhí)行這項功能。當(dāng)需要估計目標角度，如在天氣雷達地面雜波到天氣返程識別過程中，這些技術(shù)中的任何一個可以與不同的性能和/或成本權(quán)衡一起使用。存在低成本、低復(fù)雜度、和快速雷達波束重定位技術(shù)以支持目標角度估計過程和更快速地3d雷達體積的空間取樣的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面，在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例涉及使用機載雷達的方法。該方法包括采用天線的全孔徑提供第一雷達波束，采用天線的全孔徑取樣第一回波，以及采用天線的全孔徑提供第二雷達波束。第二雷達波束包括由雷達天線的第二部分提供的第一相位調(diào)整部分，和由天線的第三部分提供的非相位延遲部分。全孔徑包括第二部分和第三部分。該方法還包括采用天線的全孔徑采樣第二回波。

在另一方面，在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例涉及一種雷達系統(tǒng)。該雷達系統(tǒng)包括天線和處理器。處理器被配置成采用雷達天線的第一部分提供第一雷達波束和采用由天線的相位調(diào)整部分和雷達天線的剩余部分提供第二雷達波束。在一些實施例中，第二雷達具有下沉(dip)。

在另一方面，在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例涉及一種雷達系統(tǒng)。該雷達系統(tǒng)包括具有第一部分和第二部分的雷達天線，耦合至雷達天線的饋電電路，包括在第二部分的路徑中的移相器，和控制電路?？刂齐娐繁慌渲贸刹捎玫谝徊糠趾偷诙糠痔峁┑谝焕走_波束，和采用雷達天線的第一部分和雷達天線的第二部分提供第二雷達波束。采用由在第二部分的路徑中的移相器提供的相位調(diào)整來提供第二雷達波束，且第二雷達波束具有正負五度之間角度的下沉的響應(yīng)。

附圖說明

參考下面詳細的描述以便更好的理解在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施方式。這類描述參考如下附圖，其不一定按比例示出，同時其中一些特征可能被夸大，同時一些特征可能被省略或者為了清楚起見可以被示意性的取代。附圖中相同的附圖標記可以表示和指代相同或相似的元素、特征或功能。附圖中：

圖1是根據(jù)一些實施例的包括雷達系統(tǒng)的飛行器的機頭的局部側(cè)視圖；

圖2是圖1所示的雷達系統(tǒng)的框圖；

圖3是圖2所示的雷達系統(tǒng)的更詳細的框圖；

圖4是圖2所示的雷達系統(tǒng)的饋電網(wǎng)絡(luò)和天線的實施例的更詳細的框圖；

圖5是圖2所示的雷達系統(tǒng)的包括波導(dǎo)和同軸路徑的網(wǎng)絡(luò)的實施例的更詳細的框圖；

圖6是示出用于第一、第二和第三驅(qū)動狀態(tài)下的波束功率對仰角的曲線圖；

圖7是根據(jù)一些實施例的示出圖2所示的雷達系統(tǒng)的總波束、偏移波束、總波束和偏移波束之間的差、以及差分波束的導(dǎo)數(shù)的波束功率對仰角的曲線圖；

圖8是根據(jù)一些實施例的示出圖2所示的雷達系統(tǒng)的至目標的角度的示意圖；

圖9是根據(jù)一些實施例的示出圖2所示的雷達系統(tǒng)的操作的流程圖；以及

圖10是圖5所示的饋電電路中使用的移相器的框圖。

具體實施方式

在詳細描述在此揭露的發(fā)明構(gòu)思之前，需要注意的是，在此揭露的發(fā)明構(gòu)思包括，但不限于，一個或多個數(shù)據(jù)/信號處理組件、傳感器和通信電路的新型結(jié)構(gòu)組合，同時不限于特定的詳細配置。因此，組件、模塊、軟件和電路的結(jié)構(gòu)、方法、功能、控制和安排在很大程度上已經(jīng)通過容易理解的代表性框圖和示意圖在附圖中示出，以便不會因為結(jié)構(gòu)細節(jié)而使公開模糊不清，其對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，并受益于本文的描述。進一步，在此公開的發(fā)明構(gòu)思不限于在示例性示意圖中描述的具體實施例，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)權(quán)利要求中的語言來解釋。

參考圖1，飛行器10包括機頭12。機頭12包括雷達天線16，雷達天線16為雷達系統(tǒng)20的一部分。根據(jù)一些實施例，雷達系統(tǒng)20位于飛行器10的頂部，機翼吊艙或飛行器10的尾部。在一些實施例，雷達系統(tǒng)20為天氣雷達系統(tǒng)，并提供用來精確角度估計的雷達波束22和24，例如仰角估計。在一些實施例中，雷達波束22和24中的一個中的一部分相對于允許改進的相關(guān)性的其他部分(如損壞的部分)相位偏移(phaseshifted)。在一些實施例中，雷達波束22和24由本文配置的多重掃描(multiscan)雷達系統(tǒng)提供。

在一些實施例中，變質(zhì)波束(spoiledbeam)的使用提供改進的仰角估計，其允許改進的地面雜波識別和拒絕，且其允許使用較小的天線用于風(fēng)切變探測。在一些實施例中，雷達波束22和24中的一個配置成變質(zhì)波束，可用于飛越(overflight)探測和天氣探測或風(fēng)切變探測，從而減少飛越探測和天氣或風(fēng)切變探測所需的波束的數(shù)量。在一些實施例中，變質(zhì)波束具備適用于飛越探測的較大的仰角覆蓋。在一些實施例中，雷達系統(tǒng)20獲得相對于分裂孔徑性能(如，4.5分貝(db)雙向雷達環(huán)性能改進)的較高環(huán)路增益。

在一些實施例中，由與雷達波束22和24相關(guān)聯(lián)的雷達天線16接收的雷達回波(如，天氣雷達回波)被組合和處理以確定到目標的角度(仰角)。在一些實施例中，雷達波束22和24被順序提供，雷達回波被順序接收。在一些實施例中，利用編譯編碼同時或幾乎同時提供雷達波束22和24，和同時(如，采用并行傳輸和接收信道)或幾乎同時接收雷達回波。在一些實施例中，與回波相關(guān)聯(lián)的功率被彼此對數(shù)相減(如，相除)且將每個角度的功率變化與輪廓(profile)進行比較，從而確定到目標的角度以估計仰角(如，在波束中)。盡管下面描述的是關(guān)于仰角的估計，在一些實施例中相似技術(shù)可被用于方位角的估計。

在一些實施例中，雷達波束22為全孔徑或總波束，以及雷達波束24被提供為具有一半波束相位調(diào)整(如，90度延遲)的全孔徑波束。在一些實施例中，雷達波束22的回波在全孔徑上接收而不具有相位調(diào)整，以及雷達波束24的回波在全孔徑上接收且具有或不具有雷達天線16的一半上的相位調(diào)整。在一些實施例中，雷達天線16的其他相位調(diào)整和比例可以用于雷達波束24和與雷達波束24相關(guān)聯(lián)的回波。

雷達天線16可以具有不同的尺寸和類型。在一些實施例中，雷達天線16是機械的和/或電子可操縱的，以及雷達系統(tǒng)20具有在雷達天線16的部分上做出相位調(diào)整的能力。在一些實施例中，雷達天線16為具有小于16英寸或小于12英寸半徑的小天線。在一些實施例中，雷達天線16為無源電控天線陣列(pesa)，有源電控陣列(aesa)，機械點控陣列波導(dǎo)陣列、拋物線形天線，或其他孔徑。在一些實施例中，相位可在天線16的四分之一或一半的部分上調(diào)整，也可配置成航空天氣雷達天線。在一些實施例中，雷達系統(tǒng)20可采用軟件系統(tǒng)和計算機資源以處理雷達波束22和24并由此返回兼容的不同類型的天線，包括aesa產(chǎn)品和機械控制天線。

參考圖2，示出了根據(jù)示例性實施例的雷達系統(tǒng)20的框圖。雷達天線16至少包括部分32和部分34。雷達系統(tǒng)20包括雷達天線16，饋電電路42，傳輸器/接收器電路44，和處理器46。饋電電路42耦合在雷達天線16和傳輸器/接收器電路44之間。處理器46耦合至傳輸器/接收器電路44，提供用于提供雷達波束22和24的信號，和接收與經(jīng)由傳輸器/接收器電路44的雷達回波相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。饋電電路42包括相位調(diào)整電路48。

在處理器46控制下的雷達天線16掃描目標(如，地面目標、飛行器目標或天氣目標)的地形和/或大氣。根據(jù)一個示例性的實施例，掃描是在仰角處的方位角掃描，該仰角用以估算在指定位置的地形高度。可選地，掃描可以為一個或多個方向。盡管僅示出兩部分32和34，在一些實施例中，部分32和34的其他數(shù)量(如3、4、8、16、100等)和部分32和34的各種區(qū)域尺寸(一半、四分之一、三分之一、十分之一、百分之一，等)均可用，并且可選擇用于相位調(diào)整。

在一些實施例中，處理器46使雷達天線16采用部分32和34(如，雷達回波數(shù)據(jù)的全孔徑)提供雷達波束22和24。在一些實施例中，處理器46通過經(jīng)由相位調(diào)整電路48向部分32或34提供相位調(diào)整，使雷達波束22和24中的一個相位被變質(zhì)(spoiled)。相位調(diào)整電路48包括有源或無源相位延遲電路，如可選擇的相位延遲路徑。在一些實施例中，相位調(diào)整量可由處理器46編程或選擇。在一些實施例中，相位調(diào)整電路48包括可切換的相位延遲電路，用于雷達天線16的部分32和34中的一個。當(dāng)選擇合適相位調(diào)整器時，可考慮不同的標準和系統(tǒng)參數(shù)?？蛇x擇相位調(diào)整器和部分32和34的尺寸以獲得特定波束形狀、功率性質(zhì)、旁瓣性質(zhì)等。

在一些實施例中，與從傳輸器/接收器電路44接收的雷達波束22和24相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)由處理器46結(jié)合并針對目標(如天氣目標或地形目標)進行分析。與雷達波束22和24相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)彼此間相減或相除，同時角度輪廓(angleprofile)的功率與角度輪廓的預(yù)期功率進行比較。在一些實施例中，將功率對差值的角度的改變與差值輪廓的導(dǎo)數(shù)進行比較。雷達系統(tǒng)20的其他示例性實施例不同地處理雷達回波數(shù)據(jù)。

在一些實施例中，變質(zhì)波束包括零模式(nullpattern)，且被用來估計地形的高度。在垂直地掃描天線16以獲得來自地形的雷達響應(yīng)的同時，隨著零模式掃過地面雜波，零模式在回波功率中產(chǎn)生劇烈下沉(dip)。這個窄下沉比類似的垂直掃描的常規(guī)總波束產(chǎn)生的數(shù)據(jù)更窄。有利的是，雷達系統(tǒng)20估計掃描波束的位置，即使是觀測天氣時也可很容易識別功率變化(隨著地面雜波掃過)。

雷達系統(tǒng)20可使用在美國專利號6,741,208、7,616,150、7,843,380、7,889,117、8,558,731以及8,773,301中描述的雷達系統(tǒng)的分割或子孔徑技術(shù)和部件，在此通過引用并入本文并轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。雷達系統(tǒng)20的類型和數(shù)據(jù)采集技術(shù)未在本說明書中以限制性形式討論。

參考圖3，處理器46包括回波存儲器82、回波存儲器84、傳輸控制電路86、差分電路88、目標處理電路92和分析電路94。處理器46在回波存儲器82中儲存與雷達波束22相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)，以及在回波存儲器84中儲存與雷達波束24相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)。來自于回波存儲器82和84的雷達回波數(shù)據(jù)在差分電路88中被差分。差分電路88包括軟件或硬件，用于將來自于回波存儲器82和84的雷達回波數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)并確定差分。

目標處理電路92使用來自于差分電路88的差值以定位目標。目標處理電路92可以確定至每一目標的仰角(在波束中)。分析電路94從目標處理電路接收數(shù)據(jù)，和確定地形和天氣現(xiàn)象的表現(xiàn)和類型。例如，分析電路94采用multiscan雷達系統(tǒng)技術(shù)以決定天氣現(xiàn)象的表現(xiàn)(如，功率、光譜寬度、范圍、溫度、海拔、速度等的分析)。傳輸控制電路86提供信號至傳輸器/接收器電路44和相位調(diào)整電路48，從而雷達天線16提供雷達波束22和24。

傳輸控制電路86可在適當(dāng)?shù)念l率、脈沖重復(fù)頻率下通過饋電電路42提供雷達信號至天線16，以及提供相位控制信號至相位調(diào)整電路48。在一些實施例中，雷達信號和雷達回波處于x-頻帶、s-頻帶、w-頻帶或c-頻帶。

在一些實施例中，傳輸控制電路86，差分電路88，目標處理電路92和分析電路94為軟件模塊、電路、或其組合。處理器46可以是，或可包含一個或多個微處理器，專用集成電路(asic)，包含一個或多個處理組件、一組分布式處理組件、支持微處理器的電路、或配置用來處理的其他硬件的電路。

在一些實施例中，雷達系統(tǒng)20根據(jù)天氣雷達掃描提供數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表示120度視場。在一些實施例中，掃描可被限制為接近30度方位角掃描或為180度掃描?？刹捎貌煌愋偷膾呙?，掃描形式，和掃描速度，而不脫離在此公開的實施例的范圍。

參考圖4，在一些實施例中，雷達天線16可被配置成包括部分32和部分34，部分32包括頂部四分之一部分132和133，部分34包括底部四分之一部分134和135。部分132、133、134和135經(jīng)由端口142、143、144和145從饋電電路42接收雷達信號。在一些實施例中，增加兩個額外的移相器，從而具有四個移相器，每個象限一個，從而允許在仰角和方位角上的波束變質(zhì)(beamspoiling)。饋電電路42包括相位調(diào)整電路48，分離器152，分離器154和分離器156。相位調(diào)整電路48包括分相器162和分相器164。在一些實施例中，饋電電路42包括分離的傳輸和接收路徑或雙向傳輸/接收路徑。下面將描述包含單向傳輸路徑的饋電電路42。在一些實施例中，雷達天線16包括不具有子部分的部分32和34，相對于固定的參考路徑，兩個移相器可減少至一個移相器。相對于固定的仰角參考路徑和固定的方位參考路徑，移相器可類似的減少至兩個移相器。在一些實施例中，雷達天線16被配置用于基于方位和仰角相移的波束銳化(如，配置為向部分132和134提供相移而不向部分133和135提供相移)。

分離器156接收雷達波束22和24的雷達信號，并向相位調(diào)整電路48提供兩種版本的雷達信號。在一些實施例中，分離器156從發(fā)送器/接收器電路44(圖3)中先接收雷達波束22的雷達信號，隨后接收雷達波束24的雷達信號。通過組合來自天線16的頂半部分和底半部分的回波，在分離器156的輸出端創(chuàng)建雷達波束。一個波束用于無差分移相，一個波束用于差分移相。同相位或90度混相分離器中的任意一個均適用。處理器46采用移相器162和164為雷達波束22將相位調(diào)整設(shè)置至第一設(shè)定，以及雷達天線16采用四個部分132、133、134和135傳輸雷達波束22。在一些實施例中，部分132、133、134和135經(jīng)由端口142、143、144和145接收由分離器152和154提供的四個版本的雷達信號。雷達天線16可以包括由處理器46控制的用于選擇部分132、133、134和135的開關(guān)。處理器46將相位調(diào)整設(shè)置至第一設(shè)定，以采用四個部分132、133、134和135接收與雷達波束22相關(guān)聯(lián)的雷達回波。處理器46為雷達波束24，采用移相器162為部分132和133將相位調(diào)整設(shè)置至第一設(shè)定，并采用移相器164為部分134和135將相位調(diào)整設(shè)置至第二設(shè)定。在一些實施例中，部分132和133接收由分離器152經(jīng)由端口142和143提供的雷達信號的兩個版本，并且，部分134和135接收由分離器154經(jīng)由端口144和145提供的雷達信號的兩個版本。雷達天線16采用四個部分132、133、134和135傳輸雷達波束24。在一些實施例中，處理器46將相位調(diào)整設(shè)置至第一設(shè)定，以采用四個部分132、133、134和135接收與雷達波束24相關(guān)聯(lián)的雷達回波。在一些實施例中，處理器46將相位調(diào)整設(shè)置至第一設(shè)定并將相位調(diào)整設(shè)置至第二設(shè)定，以采用所有四個部分132、133、134和135接收與雷達波束24相關(guān)聯(lián)的雷達回波。

參考圖5，波導(dǎo)饋電電路200可用作饋電電路42，并且包括波導(dǎo)到同軸轉(zhuǎn)換器202、0/90/180度混合微型版本a(sma)分離器206，包括分相器162和164的相位調(diào)整電路48，sma分離器206，sma分離器208，同軸到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器212，同軸到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器214，同軸到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器216，同軸到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器218。sma連接器是非必須的。在一些實施例中，同軸到波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器212、214、216和218將各自波導(dǎo)耦合至1/2波導(dǎo)錐度(taper)222、224、226和228，這些波導(dǎo)錐度耦合到作為波導(dǎo)孔徑的雷達天線16(圖4)的相應(yīng)端口142、143、144和145。在一些實施例中不需要波導(dǎo)錐度。在一些實施例中，波導(dǎo)饋電電路200在最低損耗的波導(dǎo)技術(shù)中，在最低成本的印刷電路板技術(shù)中，或者在混合波導(dǎo)/印刷電路板技術(shù)中實現(xiàn)。

參考圖6，圖表900包括代表相對于天線瞄準線的仰角的x軸904，代表分貝(db)振幅的y軸906，當(dāng)天線16不偏移(unshifted)時代表天線波束的線912，當(dāng)天線在上半部分(如90度)中偏移(shifted)和在下半部分中不偏移時代表天線波束的線914，以及當(dāng)天線16在下半部分(如90度)中偏移和在上半部分中不偏移時代表天線波束的線916。根據(jù)一些實施例，當(dāng)和與線912相關(guān)聯(lián)的不偏移的響應(yīng)相比時，由線916代表的響應(yīng)在高度上上升，和當(dāng)和與線912相關(guān)聯(lián)的不偏移的響應(yīng)相比時，由線914代表的響應(yīng)在高度上下降。在一些實施例中，由線912,914和916代表的響應(yīng)在9.43ghz和9.49ghz之間的范圍內(nèi)幾乎是頻率無關(guān)的。在一些實施例中，線912在0.57度上具備波峰，線914在-2.86度上具有波峰，以及線916在2.32度上具備波峰。與線914和916相關(guān)聯(lián)的響應(yīng)分別包括大約有負5度(如，2-3度)和正5度(如，2-3度)的角度的下沉。不同響應(yīng)和波束傾斜可能采用相對相移。

參考圖7，在一些實施例中，圖表1000包括代表相對于天線瞄準線的仰角的x軸1004，代表db振幅的y軸1006，當(dāng)天線16不偏移時代表天線波束的線1012，當(dāng)天線16在上半部分(如90度)偏移而在下半部分不偏移時代表天線波束的線1014，代表天線波束線1012和天線波束線1014之間的差的線1016，以及代表天線波束線1012和天線波束線1014之間的差關(guān)于仰角的導(dǎo)數(shù)的線1018。如線1018所示，大功率對導(dǎo)數(shù)的角度的響應(yīng)對于目標仰角確定提供了增加的靈敏度。

參考圖8，目標800設(shè)置為和與天線16的瞄準線方向804相關(guān)聯(lián)的目標成一定的角度802。瞄準線角度802可以在與天線16相關(guān)聯(lián)的不同傾斜角度上提供。

參考圖9，根據(jù)一些實施例，處理器46或其他計算平臺可采用雷達系統(tǒng)20執(zhí)行流程1100以檢測地形高度、障礙物、跑道、跑道性質(zhì)、瀝青或天氣狀況。在操作1102，雷達系統(tǒng)20經(jīng)由雷達天線16提供完整總波束(fullsumbeam)。在操作1104，雷達系統(tǒng)20經(jīng)由雷達天線16接收與雷達完整總波束相關(guān)聯(lián)的雷達回波，并存儲與雷達完整總波束相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)。操作1104的雷達回波數(shù)據(jù)可以包括與天氣情況、地形、障礙物或任何由此結(jié)合的信息。

在操作1106，雷達系統(tǒng)20經(jīng)由雷達天線16提供變質(zhì)波束。在一些實施例中，通過調(diào)整雷達天線16的部分(一半)的相(如，90度)來提供變質(zhì)波束。變質(zhì)波束可被配置成朝上或朝下掃描。在操作1108，雷達系統(tǒng)20經(jīng)由雷達天線16接收與變質(zhì)波束相關(guān)聯(lián)的雷達回波，并存儲與變質(zhì)波束相關(guān)聯(lián)的雷達回波數(shù)據(jù)。與天線16相關(guān)聯(lián)的回波路徑可以包括在操作1108中的操作1106的相位調(diào)整，或相位調(diào)整可在操作1108中移除或改變。操作1108中的雷達回波數(shù)據(jù)可包括關(guān)于天氣現(xiàn)象、地形、障礙物或任何由此結(jié)合的信息。

在操作1110，雷達系統(tǒng)20得到來自于操作1104和1108的雷達回波的差值或分值。雷達回波以各種不同方式作差。在一些實施例中，雷達回波在空間上彼此相關(guān)，以及在每一位置或倉處的功率彼此間對數(shù)相減以確定差值。在一些實施例中，雷達回波通過多項式表達。在操作1112中，雷達系統(tǒng)20采用差值以確定至目標的仰角(在波束中)。如果每個角度的仰角的變化更大，其將增加確定目標仰角的靈敏度。

在一些實施例中，雷達系統(tǒng)20采用差值(如圖7中的線1016)在變質(zhì)波束的天線平面確定到目標的角度802(圖8)。在一些實施例中，雷達系統(tǒng)20可以考慮天線的姿態(tài)來確定目標的仰角。可采用從天線坐標到水平面坐標的坐標變換。根據(jù)一個示例，天線16在垂直面上變質(zhì)，天線16不具有滾動(roll)，因此可增加到目標的角度以及天線16的傾斜角，以確定到目標的仰角。到目標的仰角為相對水平面的仰角，不要與相對天線的瞄準線的仰角混淆。

在操作1114，雷達系統(tǒng)20分析雷達回波數(shù)據(jù)以確定目標位置并執(zhí)行天氣探測和/或地形探測。在操作1106，來自操作1108的雷達回波數(shù)據(jù)被用于飛越探測。在一些實施例中，變質(zhì)波束的較大的仰角覆蓋使這樣的雷達回波數(shù)據(jù)適于飛越探測而不需要額外的波束。

參考圖10，移相器1200可用在雷達系統(tǒng)20中(如，圖4中的移相器162或164)。在一些實施例中，移相器1200可呈現(xiàn)為正交分頻器/接合器，90度支線耦合器，或環(huán)形耦合器。移相器1200包括輸入1202，輸出1204，和二極管開關(guān)1206和1208。二極管開關(guān)1206和1208可用于控制通過移相器1200的相位延遲。在一些實施例中，二極管開關(guān)1206和1208為pin二極管、開關(guān)晶體管、mems開關(guān)，或任意rf開關(guān)設(shè)備。

在一些傳統(tǒng)移相器中，當(dāng)開關(guān)遭受毀滅性的故障和陷于關(guān)閉狀態(tài)，多重掃描(multiscan)模式操作所需的全孔徑模式操作不可用，因而使得整個雷達系統(tǒng)故障。有利的是，移相器1200可被配置為使得其失效模式(failuremode)向傳統(tǒng)操作(雙機械掃描)提供全孔徑輻射圖案。此失效模式可以是雷達系統(tǒng)20的備份(back-up)或回家(gohome)模式。基于本公開，返回(back)模式使雷達系統(tǒng)20具備極高的平均故障間隔時間(mtbf)，可靠性，有效性，可調(diào)度性，等等。

采用處理器45的雷達系統(tǒng)20可檢測與移相器1200相關(guān)聯(lián)的失效模式。開關(guān)二極管1206和1208的最常見失效模式為短接。當(dāng)開關(guān)二極管中的一個1206短路時，另一個開關(guān)二極管1208被保護起來。這在移相器1200中產(chǎn)生偏移(offset)，將產(chǎn)生更高的插入損耗。

失效狀態(tài)在電源的反轉(zhuǎn)偏置狀態(tài)期間是可檢測的，因為電流在失效模式中有消耗，而在非失效模式中沒有電流消耗。在反轉(zhuǎn)偏置狀態(tài)期間檢測電流消耗時，電源可以硬驅(qū)動偏置開關(guān)二極管1206和1208，從而將開關(guān)二極管1206撥向短路以匹配初始撥動的開關(guān)二極管1206的狀態(tài)。這導(dǎo)致具有最低可能插入損耗的固定相移的失效模式，以及將允許雷達系統(tǒng)20繼續(xù)正常操作而無相移。

對于如圖5所示的雙移相器饋電的情況，具有固定相位狀態(tài)的失效模式提供在常規(guī)天氣和機械掃描的multiscan模式(如，根據(jù)參考圖10所討論的方法(與線1012相關(guān)聯(lián)的天線波束))下的相同圖案。輻射圖案允許雷達系統(tǒng)20在移相器1200失效期間在全孔徑模式下操作，其對于常規(guī)multiscan雷達系統(tǒng)模式的操作是足夠的。因為兩個移相器的移相器失效模式是相同的，因此每個饋電路徑將經(jīng)歷相同的損耗和至第一順序的移相器。這種平衡相位和振幅情形將產(chǎn)生低的旁瓣輻射圖案。

對于單移相器饋電實施例(類似于圖5的饋電)，在這種具有固定相位狀態(tài)下的失效模式下的操作提供在參考圖10討論的單一掃描multiscan方法中(與線1014相關(guān)聯(lián)的天線波束)所使用的相同圖案。輻射圖案以最糟糕的狀態(tài)提供，從而允許雷達系統(tǒng)20在移相器1200失效期間在全孔徑模式下操作，其對于常規(guī)multiscan雷達系統(tǒng)模式的操作是足夠的。

在一些實施例中，優(yōu)先確定波束指向傾斜的數(shù)量，且在失效模式期間其作為雷達天線16的運動控制偏移命令(motioncontroloffsetcommand)被存儲。波束抖動，和其他雷達處理算法可用于緩和失效模式的較高的旁瓣效應(yīng)。

盡管以特定的順序顯示和描述了特定的步驟，需要理解的是方法可包括更多，更少，不同，和/或不同順序的步驟以執(zhí)行在此描述的功能。流程圖1100可在與天氣雷達系統(tǒng)、tas，或其他航空裝置相關(guān)聯(lián)的計算機平臺上的軟件中實施。流程圖1100在天氣雷達計算機平臺如rdr4000，multiscan，或wxr-2100系統(tǒng)上實施。

示例性實施例和圖形中闡明的標志，以及在此的描述僅僅通過舉例提供。因此，本申請不限于特定實施例，而擴展至仍然落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種修改。任何處理的命令或順序可以根據(jù)可選的實施例變更或重新排序。

參考附圖已經(jīng)完整的描述了在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例。附圖中舉例說明了本公開的系統(tǒng)和方法以及程序的實現(xiàn)施的特定實施例的特定細節(jié)。然而，采用附圖描述實施例不應(yīng)理解為強加在附圖中可能出現(xiàn)的任何限制。本公開可考慮用于實現(xiàn)其操作的在任何機器可讀媒體上的方法、系統(tǒng)和程序產(chǎn)品。在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例可以采用計算機處理器、或通過特殊目的計算機處理器并入這樣或那樣目的或通過硬件系統(tǒng)實施。

如上，在此公開的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)的實施例包括，包含有用以運作或具備機器可執(zhí)行指令或隨后存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的非暫時性機器可讀媒體的程序性產(chǎn)品。這種機器可讀媒體可以是任意可通過計算機或其他具有處理器的機器可獲得的媒體。舉例來說，這種機器可讀媒體可以包括ram、rom、eprom、eeprom、cd-rom或其他光盤存儲、磁盤存儲或其他磁盤存儲設(shè)備，或任何其他可用來以機器可執(zhí)行指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式運載或存儲想要的程序代碼的媒介，同時其可被計算機或其他具有處理器的機器獲取。因而，任何這樣的連接件可適用于被稱作機器可讀媒體。上述示例的結(jié)合也包含在機器可讀媒體的范圍內(nèi)。機器可執(zhí)行指令包括，例如，指令和數(shù)據(jù)，其可促使處理器執(zhí)行某一特定功能或功能組。

在此公開的發(fā)明構(gòu)思的實施例已經(jīng)通過一般的方法步驟進行了描述，在一個實施例中，這些方法步驟可通過包含有機器可執(zhí)行操作指令的程序產(chǎn)品，如程序代碼，例如通過在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中由機器執(zhí)行的程序模塊的形式。一般地，程序模塊包括常規(guī)、程序、目標、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，其執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)嵤┨囟〝?shù)據(jù)類型。機器可執(zhí)行指令，相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序模塊表示程序代碼的示例，用于執(zhí)行在此公開的方法中的步驟。這種可執(zhí)行指令或相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定順序表示用以實施在此步驟中描述的功能的相應(yīng)動作的示例。

為了說明和描述本發(fā)明，提供了實施例的前述描述。其并非意圖為公開的精確而詳盡或限定主題，并且可從在此公開的主題的實踐中獲得上述教導(dǎo)下的修改和變形。所選和所描述的實施例是為了解釋所公開主題的原理及其實際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不同的實施例中和當(dāng)其適合于特定的應(yīng)用預(yù)期時的不同的修改時利用本公開的主題。在不脫離本公開主題的范圍的情況下，可以對實施例的設(shè)計、操作情況和布置進行其他替換、修改、變形或省略。