[发明专利]使用多极化毫米波信号的微小物体检测

说明书

毫米或mm波系统(100)包括通过发射器(102)将毫米波(mm波)雷达信号(112‑2、112‑4)发射到物体(106、108)。发射的mm波雷达信号(112‑2、112‑4)可以包括至少两个信号取向，并且响应于每个信号取向，物体反射对应的信号反射(114‑2、114‑4)。检测信号反射并确定物体的位置。

背景技术

雷达系统已被商业、私人和军事部门用于检测相对较大的快速移动目标的存在和跟踪位置。例如，雷达系统已被用于跟踪诸如火箭、人、汽车、飞行器等目标。然而，在短距离内和存在高背景杂波或噪声的情况下检测非常小和慢速移动的目标不是高度优先事项。已经进行了许多尝试来设计用于检测小型和慢速移动目标的雷达系统，并且由于多种原因这些尝试是不可靠的。

首先，使用脉冲雷达来检测和跟踪小型和慢速移动目标已受到目标的雷达截面的限制，该雷达截面非常小，并且任何背景噪声都可能趋向于使雷达致盲。脉冲雷达具有最小范围，并且目标的有限雷达截面可以进一步限制目标的检测和跟踪。其次，使用连续波(CW)多普勒雷达对于目标的特定配置是有效的；然而，当检测小型和快速移动的物体时，CW多普勒雷达受到周围噪声的限制。

合成孔径雷达(SAR)使用多个极化天线。SAR系统通常可以用于卫星或大型飞行器。SAR系统依赖于精确已知/确定的运动信息，其可以由天线载体的传感器提供以实现高图像分辨率。来自共极化和交叉极化的信息被组合用于物体分类。期望提供一种独立系统而不使用单独的传感器来提供关于共极化和交叉极化的信息。SAR系统进一步需要对极化信道进行特定处理。两个不同极化信道之间的较高SNR信道用于物体检测和定位。

发明内容

所描述的示例包括毫米或mm波检测，并且尤其是用于在密集天气条件和嘈杂环境中检测微小、细小和小型物体的mm波系统。例如，mm波系统可以包括多个发射器，用于将mm波雷达信号发射到物体。发射的mm波雷达信号可以包括至少两个信号取向，诸如至少一个水平极化信号和至少一个垂直极化信号，其可以由具有对应的不同预先配置的固定极化的不同发射器发射。响应于每个信号取向，物体可以反射与至少两个信号取向中的每个对应的信号。基于反射信号，处理器可以确定可以包括最高信噪比(SNR)、更高信号幅度等的信号取向，并利用所确定的信号取向来检测和确定物体的位置。

附图说明

图1是示出如本文所述的毫米波(mm波)系统的示例应用的示例场景。

图2示出了如本文所述的用于实现示例实施例的示例mm波系统。

图3示出了如本文所述的用于实现示例实施例的mm波系统对物体的示例检测。

图4示出了如本文所述的用于实现示例实施例的mm波系统对多极化信号的示例使用。

图5是示出用于通过如本文所述的mm波系统检测微小物体的示例方法的示例过程图。

具体实施方式

在附图中，附图标记的一个或更多个最左边的数字标识首次出现附图标记的附图。贯穿附图使用相同的数字来引用相似的特征和部件。

图1是示出如本文所述的mm波系统的示例应用的示例场景100。如图所示，场景100包括例如具有mm波系统104的装置102、第一物体106、第二物体108、发射的mm波雷达信号112和反射的返回-mm波雷达信号114。

例如，装置102可以是远程控制的，并且包括远程控制传感器和诸如mm波系统104、数码相机等的相机系统。尽管远程控制装置102例如可以使用安装的数码相机在操作期间执行特定区域的三维(3D)勘查，但安装的数码相机可能受到要检测的物体(即，第一物体106和/或第二物体108)的大小和尺寸以及周围天气条件的限制。在该示例中，装置102可以是可能需要检测微型或薄的物体的炸弹处理机器人、无人机、汽车、玩具或机器，如下文进一步描述。