(57)【要約】      （修正有）【課題】レーダシステムを自己較正する。【解決手段】方法は、較正ループバック信号経路１２０を形成し、較正ループバック信号経路１２０は、レーダシステム１００の無線周波数ＲＦ信号経路１２４、局部発振器ＬＯ信号経路、及び中間周波数ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成し、較正信号１３７のセットをＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６へと伝送し、並びにＩＦ信号経路１２８からの出力信号１２９をレーダシステム１００のレシーバ１０２で測定し、測定された出力信号１２９からのＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６、及びＩＦ信号経路１２８のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定し、並びに各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償する。【選択図】図１
2020012812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダシステム（１００）を自己較正する方法であって、
前記レーダシステム（１００）の無線周波数（ＲＦ）信号経路（１２４）、局部発振器（ＬＯ）信号経路（１２６）及び中間周波数（ＩＦ）信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている較正ループバック信号経路（１２０）を形成すること、
較正信号（１３７）のセットを、ＲＦ信号経路（１２４）及びＬＯ信号経路（１２６）に伝送すること、
前記ＲＦ信号経路（１２４）及び前記ＬＯ信号経路（１２６）に伝送された信号に応答して、ＩＦ信号経路（１２８）からの出力信号（１２９）を前記レーダシステム（１００）のレシーバ（１０２）で測定すること、
測定された前記出力信号（１２９）から、前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定すること、並びに
各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）におけるひずみ及び／又は非線形性を補償すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記較正ループバック信号経路（１２０）を形成することが、スイッチング素子（１２２）を操作して伝送アセンブリ（１０８）を前記レーダシステム（１００）の受信アセンブリ（１１０）へと電気的に接続することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記較正信号（１３７）のセットを、前記ＲＦ信号経路（１２４）及び前記ＬＯ信号経路（１２６）に伝送することが、
結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器（１０４）によって、ＲＦ較正信号（１３７ａ）のセットを前記ＲＦ信号経路（１２４）に伝送すること、並びに
前記結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器（１０４）によって、ＬＯ較正信号（１３７ｂ）を前記ＬＯ信号経路（１２６）に伝送すること、
を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記較正信号（１３７）がそれぞれ、線形周波数変調（ＬＦＭ）パルス波形（４００）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
ひずみ及び／又は非線形性の補償が、前記レーダシステム（１００）のコンポーネントである装置のみを用いて、前記レーダシステム（１００）のエキサイタ／レシーバ（１０２）で行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を決定することを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号（１２９）について逐点法を行うことを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号（１２９）について、前記ＲＦ信号経路（１２４）及び前記ＬＯ信号経路（１２６）のそれぞれを通じて所定の周波数範囲にわたり、最小二乗法を行うことを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路のハードウェアコンポーネントに起因するひずみ及び／又は非線形性を補償する補償フィルタ（１７６）を生成することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、フィルタパラメータ又は特性を決定することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
補償フィルタ（１７６）におけるパラメータを調整又は設定すること、及び
前記レーダシステム（１００）により受信されたレーダ信号を前記補償フィルタ（１７６）によって、フィルタリングされたレーダ信号を処理する前にフィルタリングすること、
をさらに含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
レーダシステム（１００）であって、
伝送アセンブリ（１０８）、
受信アセンブリ（１１０）、
前記伝送アセンブリ（１０８）を前記受信アセンブリ（１１０）に結合させるために操作されるスイッチング素子（１２２）に応答して形成される較正ループバック信号経路（１２０）であって、前記レーダシステム（１００）の無線周波数（ＲＦ）信号経路（１２４）、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている較正ループバック信号経路（１２０）、
較正信号（１３７）のセットを、ＲＦ信号経路（１２４）及びＬＯ信号経路（１２６）に伝送するように構成された、結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器（１０４）、並びに
機能のセットを行うように構成された自己補償構造（１０６）
を備え、前記機能のセットが、
前記較正信号（１３７）に応答して、ＩＦ信号経路（１２８）からの出力信号（１２９）を測定すること、
測定された前記出力信号（１２９）から、前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定すること、並びに
各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）におけるひずみ及び／又は非線形性を補償すること
を含む、レーダシステム（１００）。
【請求項１３】
前記自己補償構造（１０６）が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて前記ＲＦ信号経路（１２４）、前記ＬＯ信号経路（１２６）及び前記ＩＦ信号経路（１２８）におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するように構成された補償フィルタ（１７６）を備える、請求項１２に記載のレーダシステム（１００）。
【請求項１４】
エキサイタ／レシーバ（１０２）をさらに備え、該エキサイタ／レシーバ（１０２）が、前記結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器（１０４）と、前記自己補償構造（１０６）とを有する、請求項１２又は１３に記載のレーダシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーダー及びレーダシステムに関し、より具体的には、自己補償式レーダシステム、又は自動再生式レーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダシステムを較正するための既存技術には、外部較正技術又は内部較正技術が含まれる。これらの技術はいずれも、著しい欠点を有する。外部較正法では、外部試験及びサポート設備が必要となる。この設備をレーダーの場所へと運んでくる場合、この設備は極めて繊細であるため、高コストかつ困難である。一方で、レーダーを研究環境に輸送するのは現実的ではないことが多く、また長期間にわたりレーダーが稼働できなくなる。いずれの場合でも、レーダシステムの稼働中に較正を行うことはできず、レーダーデータは、較正の間の期間中に劣化し得る。
【発明の概要】
【０００３】
１つの実施形態によれば、レーダシステムを自己較正する方法は、較正ループバック信号経路を形成することを含む。この較正ループバック信号経路は、レーダシステムの無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路、及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている。本方法はまた、較正信号のセットを、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送することに関する。本方法はさらに、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送された信号に応答して、ＩＦ信号経路からの出力信号をレーダシステムのレシーバで測定することを含む。本方法はさらに、測定された出力信号から、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することを含む。本方法はさらに、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償することを含む。
【０００４】
別の実施形態によれば、レーダシステムを自己較正する方法は、結合された伝送／局部発振器（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器を、較正ループバック信号経路により自己補償構造に結合することを含む。較正ループバック信号経路は、無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されており、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器及び自己補償構造は、レーダシステムのエキサイタ／レシーバのコンポーネントである。本方法はまた、第１の較正信号のセットを、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路へと伝送すること、及び第１の較正信号のセットに応答して、ＩＦ信号経路からの出力信号を、自己補償構造により測定することを含む。本方法はさらに、第２の較正信号のセットを、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路へと伝送すること、及び第２の較正信号のセットに応答して、ＩＦ信号経路からの出力信号を、自己補償構造により測定することを含む。本方法はさらに、測定された出力信号から、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを、自己補償構造により決定することを含む。本方法はさらに、自己補償構造により、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償することを含む。
【０００５】
別の実施形態によれば、レーダシステムは、伝送アセンブリ及び受信アセンブリを含む。レーダシステムはまた、伝送アセンブリを受信アセンブリに結合させるように操作されるスイッチング素子に応答して形成された、較正ループバック信号経路を備える。この較正ループバック信号経路は、レーダシステムの無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路、及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている。本レーダシステムはまた、較正信号のセットをＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送するように構成された、結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器を備える。本レーダシステムはさらに、機能のセットを行うように構成された自己補償構造を備え、この機能のセットは、較正信号に応答してＩＦ信号経路からの出力信号を測定することと、測定された出力信号から、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することと、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償することとを含むものである。
【０００６】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、較正ループバック信号経路を形成することが、スイッチング素子を操作して伝送アセンブリをレーダシステムの受信アセンブリへと電気的に接続することを含む。
【０００７】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、較正信号のセットをＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送することは、ＲＦ較正信号のセットを、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＲＦ信号経路に伝送することと、ＬＯ較正信号を、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＬＯ信号経路に伝送することとを含む。
【０００８】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、較正信号のセットはそれぞれ、線形周波数変調（ＬＦＭ）パルス波形を含む。
【０００９】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、ひずみ及び／又は非線形性の補償が、レーダシステムのコンポーネントである装置のみを用いて、レーダシステムのエキサイタ／レシーバで行われる。
【００１０】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を決定することを含む。  
【００１１】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された出力信号について逐点法（ｐｏｉｎｔ−ｂｙ−ｐｏｉｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ）又は最小二乗法のいずれかを行うことを含む。
【００１２】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された出力信号について、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路のそれぞれを通じて所定の周波数範囲にわたり、最小二乗法を行うことを含む。
【００１３】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路のハードウェアコンポーネントに起因するひずみ及び／又は非線形性を補償する補償フィルタを生成することを含む。
【００１４】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、フィルタパラメータ又は特性を決定することを含む。
【００１５】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、本方法又は機能のセットはさらに、補償フィルタにおけるパラメータを調整又は設定することと、レーダシステムにより受信されたレーダ信号を補償フィルタによって、フィルタリングされたレーダ信号を処理する前にフィルタリングすることとを含む。
【００１６】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、エキサイタ／レシーバは、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器及び自己補償構造を備える。
【００１７】
１つの実施形態及び先の実施形態のいずれかによれば、自己補償構造が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いてＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するように構成された補償フィルタを備える。
【００１８】
論じてきた特徴、機能及び利点は、本開示の様々な実施形態において独立して達成できるか、又は以下の説明及び図面を参照してさらなる別の実施形態についての詳細を把握可能なさらに別の実施形態において、組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の実施形態に従った自己補償式レーダシステムの例を示す、概略的なブロック図である。
【図２】本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償又は自動再生する方法の例についてのフローチャートである。
【図３】本開示の別の実施形態に従った、図１における例示的なレーダシステムの無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路を、伝達関数として示したブロック図である。
【図４】本開示の実施形態に従った、線形周波数変調（ＬＦＭ）パルス波形を示す。
【図５】本開示の実施形態に従った、各信号経路の通過帯域レスポンスを決定又は同定するためにＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送される較正信号のセットを示す。
【図６Ａ】本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償するために逐点法を用いて、ＲＦ、ＬＯ及びＩＦ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法の例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償するために逐点法を用いて、ＲＦ、ＬＯ及びＩＦ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法の例を示すフローチャートである。
【図７】本開示の実施形態に従って、ＬＯ較正信号と混合した場合にＲＦ較正信号をどのように変換するかを、また混合前と混合後の測定点の位置を示す。
【図８Ａ】本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償するために最小二乗法を用いて、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路を通じて異なる周波数の較正信号にわたり、ＲＦ、ＬＯ及びＩＦ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法の例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償するために最小二乗法を用いて、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路を通じて異なる周波数の較正信号にわたり、ＲＦ、ＬＯ及びＩＦ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下で詳細に説明する実施形態では、添付図面について言及するが、これは本開示の特定の実施形態を説明するものである。異なる構造を有するその他の実施形態及び操作は、本開示の範囲から外れない。同様の参照番号により、異なる図面において同じ要素又はコンポーネントについて言及することがある。
【００２１】
図１は、本開示の実施形態に従った自己補償式レーダシステム１００の例を示す、概略的なブロック図である。レーダシステム１００は、エキサイタ／レシーバ１０２を備え、このエキサイタ／レシーバ１０２は、無線周波数（ＲＦ）信号１０３を伝送するとともに、中間周波数（ＩＦ）信号１０５又はベースバンド信号を受信するコンポーネントを有するものである。エキサイタ／レシーバ１０２は、結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器１０４、及び自己補償構造１０６を備える。
【００２２】
レーダシステム１００はまた、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４に作動的に接続された伝送（ＴＸ）アセンブリ１０８と、エキサイタ／レシーバ１０２の自己補償構造１０６に作動的に接続された受信（ＲＸ）アセンブリ１１０とを備える。伝送アセンブリ１０８はまた、エキサイタ／レシーバ１０２又は結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４によって生成されるＲＦ信号又はレーダ信号を伝送するための１つ又は複数の伝送アンテナ１１２に、作動的に接続されている。受信アセンブリ１１０は、目標（図示せず）から戻ってきた又は反射されたレーダ信号１７８を受信するための１つ又は複数の受信アンテナ１１４に、作動的に接続されている。
【００２３】
レーダシステム１００はまた、局部発振器（ＬＯ）アセンブリ１１６を備える。ＬＯアセンブリ１１６は、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４と受信アセンブリ１１０との間に、作動的に接続されている。戻ってきた又は反射されたレーダ信号１７８は、受信アセンブリ１１０においてＬＯアセンブリ１１６からのＬＯ信号１７９と混合され、ＲＦレーダ信号１７８を、エキサイタ／レシーバ１０２及びレーダ処理ハードウェア１１８によって処理するために、ＩＦ信号１０５又はベースバンド信号に変換する。
【００２４】
レーダシステム１００はまた、較正ループバック信号経路１２０を備える。１つの実施形態によれば、較正ループバック信号経路１２０は、伝送アセンブリ１０８を受信アセンブリ１１０に結合させるように操作されるスイッチング素子１２２に応答して、形成されている。較正ループバック信号経路１２０は、レーダシステム１００の無線周波数（ＲＦ）信号経路１２４、局部発振器（ＬＯ）信号経路１２６、及び中間周波数（ＩＦ）信号経路１２８のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている。図３も参照すると、この図３は、本開示の実施形態に従った、図１における例示的なレーダシステム１００のＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６、ＩＦ信号経路１２８をそれぞれ順に、伝達関数３０２、３０４及び３０６として示したブロック図である。信号経路１２４、１２６及び１２８のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することは、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６を通じて伝送される較正信号１３７又は較正信号１３７のセットに応答して、信号経路１２４、１２６及び１２８に対応する伝達関数３０２、３０４及び３０６から生じる振幅及び位相応答を決定することと、ＩＦ信号経路１２８の出力部１３０からの出力信号１２９を、自己補償構造１０６によって測定及び分析することとを含む。１つの実施形態によれば、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８のそれぞれについて通過帯域レスポンスは、測定された出力信号１２９について逐点法を行うことにより決定される。測定された出力信号１２９について逐点法を行う例は、図６Ａ及び６Ｂに記載されている。別の実施形態によれば、信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスは、測定された出力信号１２９について、それぞれＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６を通じて所定の周波数範囲にわたり最小二乗法を行うことによって決定される。測定された出力信号１２９について最小二乗法を行う例は、図８Ａ及び８Ｂに記載されている。ＩＦ信号経路１２８についての伝達関数３０６から生じる通過帯域レスポンス、すなわち振幅及び位相応答は、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６の伝達関数３０２及び３０４から生じる通過帯域レスポンス、すなわち振幅及び位相応答から決定される（図６Ａ及び６Ｂ、並びに図８Ａ及び８Ｂに記載の通り）。
【００２５】
１つの実施形態によれば、ＲＦ信号経路１２４は、較正ループバック信号経路１２０が形成又は接続されたときに、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４のＴＸ出力１３１と、受信アセンブリ１１０の受信ミキサ１３２との間で画定される。ＬＯ信号経路１２６は、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器のＬＯ出力１３４と、受信アセンブリ１１０の受信ミキサ１３２との間で画定される。ＩＦ信号経路１２８は、受信ミキサ１３２と、自己補償構造１０６又はエキサイタ／レシーバ１０２の受信（ＲＸ）入力部１３６との間で画定される。結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４は、レーダシステム１００の自己較正のために、較正信号１３７の２つの異なるセットを、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６に伝送するように構成されている（詳細は図２に記載の通り）。図１に示した実施形態によれば、較正信号１３７の各セットは、レーダシステム１００の自己較正の間にＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６の通過帯域レスポンスを決定するために、ＥＦ信号経路１２４に伝送されるＲＦ較正信号１３７ａのセットと、ＬＯ信号経路１２６に伝送される１つのＬＯ較正信号１３７ｂとを含む。別の実施形態では、１つより多いＬＯ較正信号１３７ｂが、ＬＯ信号経路１２６に伝送され得る。１つの例によれば、較正信号１３７はそれぞれ、線形周波数変調（ＬＦＭ）波形を含む。図４も参照すると、図４は、本開示の実施形態に従った、線形周波数変調（ＬＦＭ）パルス波形４００を示す。図４では、縦軸が周波数であり、横軸が時間である。別の実施形態によれば、レーダシステム１００の自己較正の間にＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６の通過帯域レスポンスを決定するために、ＬＯ較正信号１３７ｂのセットが、ＬＯ信号経路１２６に伝送され、少なくとも１つのＲＦ較正信号１３７ａが、ＲＦ信号経路１２６に伝送される。
【００２６】
図５も参照すると、図５は、本開示の実施形態に従って、各信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスを決定又は同定するための、ＲＦ信号経路１２４に伝送されるＲＦ較正信号１３７ａのセットと、ＬＯ信号経路１２６に伝送される１つのＬＯ較正信号１３７ｂとを、説明するものである。各信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスを決定するため、またこの通過帯域レスポンスを用いて、信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するために、ＲＦ較正信号１３７ａのセットは、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４によってＲＦ信号経路１２４に伝送され、１つのＬＯ較正信号１３７ｂは、波形発生器１０４によってＬＯ信号経路１２６に伝送される。図５に示した実施形態によれば、ＲＦ較正信号１３７ａのセットは、５つのＬＦＭパルス波形（ＲＦ１〜ＲＦ５）を含み、ＬＯ較正信号１３７ｂは、１つのＬＦＭパルス波形（ＬＯ）を含む。
【００２７】
図１に示した例示的な実施形態によれば、伝送アセンブリ１０８は、エキサイタ／レシーバ１０２からＲＦ信号１０３を受信する第１の伝送フィルタ１３８を備える。第１の伝送フィルタ１３８は、スプリアスな信号（結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４によって生成される波形中に存在し得る）がある場合、これを除去するように構成されている。ＲＦミキサ１４０は、フィルタリングされたＲＦ信号を、参照信号発生器１４４からの参照信号１４２と混合する。参照信号１４２は、参照信号増幅器１４６によって増幅され得る。ＲＦミキサ１４０から混合された信号は、第２の伝送フィルタ１４８によってフィルタリングされ、伝送増幅器１５０によって増幅される。第２の伝送フィルタ１４８は、ＲＦミキサ１４０により生成される信号に存在し得る非線形混合結果物を除去するように構成されている。スイッチング素子１２２は、ＲＦ信号を１つ又は複数の伝送アンテナ１１２に伝送する通常の操作位置又はモードと、レーダシステム１００の自己較正のために、伝送アセンブリ１０８を受信アセンブリ１１０に接続することによって、較正ループバック信号経路１２０を較正するための自己較正位置又はモードとを有する。別の実施形態によれば、伝送アセンブリ１０８は、コンポーネントについて異なる配置構成を有することができる。
【００２８】
図１に示した例示的な実施形態によれば、受信アセンブリ１１０は、較正ループバック信号経路１２０の一部を形成するとともに、戻ってきた若しくは反射されたレーダ信号１７８、又は１つ若しくは複数の受信アンテナ１１４からのＲＦ信号を受信する結合器１５２を備える。第１の受信増幅器１５４は、結合器１５２からのＲＦ信号を増幅し、第１の受信フィルタ１５６は、受信ミキサ１３２へと通過した、増幅されたＲＦ信号をフィルタリングする。第１の受信フィルタ１５６は、レーダ信号１７８に存在し得る不所望な帯域外干渉信号がある場合、これを除去するように構成されている。受信ミキサ１３２は、第１の受信フィルタ１５６からのＲＦ信号を、ＬＯアセンブリ１１６からのＬＯ信号１７９と混合し、ＲＦ信号をＩＦ信号１０５に変換する。受信ミキサ１３２からのＩＦ信号１０５は、第２の受信フィルタ１５８によってフィルタリングされ、第２の受信増幅器１６０によって増幅される。第２の受信フィルタ１５８は、受信ミキサ１３２により生成される信号に存在し得る不所望な混合結果物を除去するように構成されている。受信アセンブリ１１０からのＩＦ信号１０５は、エキサイタ／レシーバ１０２の受信入力部１３６に伝送される。別の実施形態によれば、受信アセンブリ１１０は、コンポーネントについて異なる配置構成を有することができる。
【００２９】
図１に示した例示的な実施形態によれば、ＬＯアセンブリ１１６は、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４から信号を受信する第１のＬＯフィルタ１６２を備える。第１のＬＯフィルタ１６２は、スプリアスな信号（結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４からの波形中に存在し得る）がある場合、これを除去するように構成されている。ＬＯミキサ１６４は、フィルタリングされた信号を、参照信号発生器１４４からの参照信号１４２と混合する。参照信号１４２は、参照信号増幅器１４６によって増幅される。第２のＬＯフィルタ１６６は、混合されたＬＯ信号１７９をフィルタリングし、ＬＯ増幅機１６８は、混合されたＬＯ信号１７９を増幅し、これが受信ミキサ１３２へと伝送される。第２のＬＯフィルタ１６６は、ＬＯミキサ１６４からの信号に存在し得る非線形混合結果物を除去するように構成されている。別の実施形態によれば、ＬＯアセンブリ１１６は、コンポーネントについて異なる配置構成を有することができる。
【００３０】
別の実施形態によれば、結合器１５２は、伝送アセンブリ１０８においてスイッチング素子１２２に置き換えることができ、スイッチング素子１２２は、受信アセンブリ１１０において結合器１５２に置き換えることができる。さらなる実施形態では、スイッチング素子１２２を、伝送アセンブリ１０８における結合器１５２に似た結合器で置き換えることができ、スイッチング素子１２２を、伝送アセンブリ１０８と受信アセンブリ１１０との間にある較正ループバック信号経路１２０に位置付けることができる。較正ループバック信号経路１２０を形成するため、コンポーネントについて任意の配置構成を使用することができる。
【００３１】
１つの実施形態によれば、自己補償構造１０６は、受信アセンブリ１１０からのＩＦ信号１０５をサンプリング又はデジタル化するために、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１６９を備える。自己補償構造１０６はさらに、サンプリング又はデジタル化された信号をＡＤＣ１６９から受信する測定／較正モジュール１７０を備える。自己補償構造１０６、又は測定／較正モジュール１７０は、機能のセット１７２を実行するように構成されており、この機能のセット１７２は、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４からの較正信号１３７に応答してＩＦ信号経路１２８からの出力信号を測定することと、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８のそれぞれについて通過帯域レスポンスを、測定された出力信号１２９から決定することとを含むものである。自己補償構造１０６はさらに、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８についてそれぞれの通過帯域レスポンスを用いて、信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性を補償する機能を実行する。各信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性の補償は、信号経路１２４、１２６及び１２８についてそれぞれの通過帯域レスポンスを用いて、フィルタパラメータ１７４又は特性を決定することを含む。測定／較正モジュール１７０の機能のセット１７２は、信号経路１２４、１２６及び１２８についての通過帯域レスポンスを推測し、補償フィルタ１７６に適用するフィルタパラメータ１７４を生成する。１つの実施形態によれば、補償フィルタ１７６は、デジタル的に実装される。１つの実施形態によれば、機能のセット１７２は、図６Ａ及び６Ｂに記載した方法６００によって実行される。別の実施形態によれば、機能のセット１７２は、図８Ａ及び８Ｂに記載した方法８００によって実行される。
【００３２】
自己補償構造１０６はさらに、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８についてそれぞれの通過帯域レスポンスを用いて、信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するように構成された補償フィルタ１７６を備える。信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するために、補償フィルタ１７６は、通過帯域レスポンスをもたらす伝達関数を有する必要があり、この通過帯域レスポンスは、第１の場所におけるひずみ及び／又は非線形性を伝達した信号経路１２４、１２６及び１２８のハードウェア通過帯域レスポンスの逆関数に等しい。１つの例によれば、補償フィルタ１７６の伝達関数は、等式１により特徴付けることができる：
2020012812.tif 000003
等式１
【００３３】
等式１における伝達関数を、係数のセット（ｂ０、  ｂ１、ｂ２・・・ｂＮ、及びａ１、ａ２・・・ａＭ）について解くと、信号経路１２４、１２６及び１２８についての逆関数通過帯域レスポンスが得られる。係数のセットは、フィルタパラメータ１７４に対応する。フィルタパラメータ１７４は、補償フィルタ１７６を調整するため、又は各信号経路のハードウェアコンポーネントに起因する信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ又は非線形性を補償するための補償フィルタ１７６を生成するために使用される。信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスの逆関数をもたらす補償フィルタ１７６について、その他の実装を使用することもできる。従って、自己補償構造１０６は、信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスを推測し、信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスの逆関数を算出又は決定し、フィルタ係数のセット又はフィルタパラメータ１７４について解くことによって、レーダシステム１００の信号経路１２４、１２６及び１２８におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するための逆関数通過帯域レスポンスを得るように、構成されている。
【００３４】
図１に示した例示的な実施によれば、ひずみ及び／又は非線形性の補償が、前記レーダシステム１００のコンポーネントではない装置を用いることなく、レーダシステム１００のエキサイタ／レシーバ１０２で行われる。言い換えると、レーダシステム１００は、自己補償式であり、レーダシステム１００のコンポーネントではない装置を用いることを回避する。ひずみ及び／又は非線形性の補償は、レーダシステム１００のエキサイタ／レシーバ１０２に備わっているコンポーネントによってのみ、行われる。これにより、外部試験の使用、サポート設備をレーダシステム１００の場所へと移送する必要性、又はレーダシステム１００を、補償を行える場所に移送する必要性が回避され、またレーダシステムが稼働不能な長期にわたる期間が回避される。
【００３５】
スイッチング素子１２２は、通常の動作位置へと、又は較正ループバック信号経路１２０との接続を切断するモード、若しくはこれを開放するモードへと、操作される。レーダシステム１００によって受信されるレーダ信号１７８は、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８のハードウェアコンポーネントに起因するひずみ及び／又は非線形性を補償するため、フィルタリングされたＲＦ信号１８０をレーダ処理ハードウェア１１８によって処理する前に、調整若しくは較正された補償フィルタ１７６によってフィルタリングされる。
【００３６】
図２は、本開示の実施形態に従った、レーダシステムを自己補償又は自動再生する方法２００の例についてのフローチャートである。１つの実施形態によれば、方法２００は、図１のレーダシステム１００によって具現化され、実行される。ブロック２０２では、較正ループバック信号経路が、スイッチング素子を自己較正位置へと、又は伝送アセンブリをレーダシステムの受信アセンブリに電気的に接続するためのモードへと操作することによって、形成される。較正ループバック信号経路は、レーダシステムのＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路、及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている。
【００３７】
ブロック２０４では、第１の較正信号のセットが、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路にそれぞれ伝送される。１つの実施形態によれば、第１の較正信号のセットを伝送することは、ＲＦ較正信号のセットを、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＲＦ信号経路に伝送することと、ＬＯ較正信号を、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によりＬＯ信号経路に伝送することとを含む。１つの例によれば、較正信号のセットはそれぞれ、線形周波数変調（ＬＦＭ）波形を含む。
【００３８】
ブロック２０６では、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送された較正信号に応答して、出力信号又は組み合わされた信号を、レーダシステムのレシーバ又はエキサイタ／レシーバにおけるＩＦ信号経路の出力部で測定する。測定された信号は、振幅及び位相応答を含む。
【００３９】
ブロック２０８では、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを、測定された出力信号から決定する。ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスを決定することは、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を、ＲＦ及びＬＯ信号経路に伝送された較正信号に応答して決定することを含む（図３に記載の通り）。
【００４０】
１つの実施形態によれば、ブロック２０８においてＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することは、測定された出力信号について逐点法を行うことを含む。ＩＦ信号経路から測定された出力信号について逐点法を行うための方法６００の例は、図６Ａ及び６Ｂに記載する。
【００４１】
別の実施形態によれば、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することは、ＩＦ信号経路から測定された出力信号について、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路のそれぞれを通じて所定の周波数範囲にわたり較正信号を伝送することに応答して、最小二乗法を行うことを含む。ＩＦ信号経路から測定された出力信号について最小二乗法を行うための方法８００の例は、図８Ａ及び８Ｂに記載する。
【００４２】
ブロック２１０では、ＩＦ信号経路の通過帯域レスポンスを決定するため、第２の較正信号のセットが、ＲＦ及びＬＯ信号経路に伝送される。１つの実施形態によれば、第２の較正信号のセットは、ＲＦ信号経路へと伝送される第２のＲＦ較正信号のセットと、ＬＯ信号経路へと伝送される少なくとも１つのＬＯ較正信号とを含む。ブロック２１２では出力信号が、ＩＦ信号経路の出力部から測定される。
【００４３】
ブロック２１４では、ＩＦ信号経路の通過帯域レスポンスが、測定された出力信号と、ブロック２０８において決定されたＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路それぞれについての通過帯域レスポンスとから決定される。ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することは、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路へと伝送される較正信号に応答して決定することを含む。ＩＦ信号経路の通過帯域レスポンスは、ＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路についての振幅及び位相応答を用いて決定される。
【００４４】
ブロック２１６では、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、ＲＦ信号経路、ＬＯ信号経路及びＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性が、補償される。ひずみ及び／又は非線形性の補償は、レーダシステムのコンポーネントではない装置を用いることなく、すなわちレーダシステムのコンポーネントのみによって、レーダシステムのエキサイタ／レシーバで行われる。１つの実施形態によれば、各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償は、少なくとも各信号経路のハードウェアコンポーネントに起因するひずみ及び／又は非線形性を補償する補償フィルタを生成することを含む。フィルタパラメータ又は補償フィルタの特性は、各信号経路の伝達関数の通過帯域レスポンスを用いて決定される。前述のように、補償フィルタは、信号経路におけるひずみ及び非線形性を補償するための信号経路の伝達関数の逆関数に等しい伝達関数を含む。
【００４５】
ブロック２１８では、レーダシステムにより受信されたレーダ信号をひずみのない波形に復元するために、補償フィルタにおけるパラメータが、信号経路の通過帯域レスポンスにより決定されたフィルタパラメータ又は伝達関数係数によって、調整又は設定される。
【００４６】
ブロック２２０では、スイッチング素子が、通常の動作位置へと、又は較正ループバック信号経路を開放するモード、若しくは接続切断モードへと、操作される。ブロック２２２では、ＲＦ信号又はレーダ信号を伝送するため、及び戻ってきた若しくは反射されたレーダ信号を受信するために、レーダシステム又は再生式レーダが、操作される。
【００４７】
ブロック２２４では、ＲＦ信号、ＬＯ信号及びＩＦ信号におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するために、戻ってきた又は反射されたレーダ信号が、補償フィルタによってフィルタリングされ、これによって戻ってきた又は反射されたレーダ信号が、ひずみのない波形に復元される。
【００４８】
ブロック２２６では、フィルタリングされた、ひずみのないレーダ信号が、レーダ処理ハードウェアで処理される。
【００４９】
先に図３との関連で述べたように、レーダシステム１００は、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８をそれぞれ順に伝達関数Ｆ（ｆ）３０２、Ｇ（ｆ）３０４及びＨ（ｆ）３０６で提示することによって、自己較正される。非線形周波数ミキシングに起因する周波数変換のため、各信号経路１２４、１２６及び１２８は、異なる周波数範囲にわたって稼働することになる。周波数の関係は、式２に示す通りである：
2020012812.tif 000004
等式２
【００５０】
ＲＦ信号は、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６へと伝送され、出力信号１２９の測定は、ＩＦ信号経路１２８の出力部１３０で、自己補償構造１０６の測定／較正モジュール１７０によって行われる。測定／較正モジュール１７０による測定は、等式３によって特徴付けられる：
2020012812.tif 000005
等式３
【００５１】
伝達関数Ｆ（ｆ）３０２、Ｇ（ｆ）３０４、及びＨ（ｆ）３０６は複素数であり、これらは振幅及び位相応答成分を含む：
2020012812.tif 000006
等式４
2020012812.tif 000007
等式５
2020012812.tif 000008
等式６
【００５２】
等式４〜６を用いて、等式３を２セットの等式に書き換えることができ、ここで振幅及び位相応答成分は、総和である：
2020012812.tif 000009
等式７
2020012812.tif 000010
等式８
式中、ＡＲＦ、ＡＬＯ、及びＡＩＦは、デシベルで表したＦ（ｆＲＦ）、Ｇ（ｆＬＯ）及びＨ（ｆＩＦ）の振幅であり、等式４〜６における振幅とは、等式９のような関係性にある：
2020012812.tif 000011
等式９
【００５３】
等式３によって示された一連の測定は、異なる頻度で行われる。図５も参照すると、図５は、本開示の実施形態に従って、各信号経路１２４、１２６及び１２８の通過帯域レスポンスを決定又は同定するための、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６に伝送される較正信号１３７のセットを説明するものである。図５は、周波数を縦軸に、時間を横軸にとって、ＲＦ周波数及びＬＯ周波数を、ＩＦとともに、等式２に基づく差として示したプロットである。ＲＦ多重信号は、結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器１０４によって同時に生成され得る。図５の例では、５つのＲＦ較正信号１３７ａ及び１つのＬＯ較正信号１３７ｂが、示されている。ＩＦ出力信号１２９の測定は、ＲＦ周波数及びＬＯ周波数を掃引するときに各点５０２で行われる。ＲＦ信号経路１２４は、ＩＦ周波数のみが使用される稼働範囲を有する。このプロセスから、ｎ個の測定値（Ｍ１、Ｍ２・・・Ｍｎ）のセットが、所定の周波数プランに則った周波数において得られる。図６Ａ〜６Ｂとの関連で説明する方法６００、又は図８Ａ〜８Ｂとの関連で説明する方法８００は、伝達関数Ｆ（ｆ）３０２、Ｇ（ｆ）３０４及びＨ（ｆ）３０６、又は各信号経路１２４、１２６及び１２８についての振幅及び位相応答ひずみを、測定値（Ｍｎ）のセットから得るために使用される。
【００５４】
図６Ａ及び６Ｂは、本開示の実施形態に従った、レーダシステム１００を自己補償するために逐点法を用いて、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法６００の例を示すフローチャートである。１つの実施形態によれば、方法６００は、測定／較正モジュール１７０によって具現化され、実行される。ブロック６０２では、等式３により示されるＩＦ出力信号１２９について未処理の幅のある測定値（ｒａｗ  ｓｔｒｅｔｃｈ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）が得られる。
【００５５】
ブロック６０４では、測定値を区分するため、又は所定の周波数差分Δｆによって信号を分離するために、ＩＦ出力信号の測定値がフィルタリングされる。図７も参照すると、図７は、本開示の実施形態に従って、ＬＯ較正信号１３７ｂと混合した場合にＲＦ較正信号１３７ａをどのように変換するかを、また混合前と混合後の測定点の位置を示すものである。測定された出力信号１２９はフィルタリングされ、逐点法で奇数番目のＩＦ測定値（ｓ１）７０２と、偶数番目のＩＦ測定値（ｓ２）７０４とに区分するか、又は周波数差分Δｆによって同時に分離された信号測定値を分離する。奇数番目のセットの測定値ｓ１である７０２は、等式１０によって示され、偶数番目のＩＦ測定値ｓ２である７０４は、等式１１によって示される：
2020012812.tif 000012
等式１０
2020012812.tif 000013
等式１１
【００５６】
ブロック６０６では、等式１２に従い、大きさＭＡを、各信号について計算する：
2020012812.tif 000014
等式１２
【００５７】
ＭＡは、ｄＢ換算である。ブロック６０８では、大きさｓ１及びｓ２について、等式１３により減算を行い、ガンマ（Γ）を特定する。ガンマについての最初の２つの値は、等式１４及び１５に相当する：
2020012812.tif 000015
等式１３
2020012812.tif 000016
等式１４
2020012812.tif 000017
等式１５
【００５８】
ブロック６１０では、等式１６及び１７に従い、ＲＦ振幅応答（ＡＲＦ）を逐点公式により計算する：
2020012812.tif 000018
等式１６
2020012812.tif 000019
等式１７
ここでＩＦ信号は、ＩＦ通過帯域レスポンスが平坦であると仮定されるのに充分なほど近似と仮定される。
【００５９】
ブロック６１２では、等式１８に従い、ＡＲＦをｓ１から減算して、ＬＯ振幅応答（ＡＬＯ）を得る：
2020012812.tif 000020
等式１８
【００６０】
ブロック６１６では、等式１９に従い、位相ＭΦを各信号について計算する：
2020012812.tif 000021
等式１９
【００６１】
ブロック６１８では、等式２１及び２２に従って、ｓ１の位相を、等式２０によりｓ２から減算し、Γを決定する：
2020012812.tif 000022
等式２０
2020012812.tif 000023
等式２１
2020012812.tif 000024
等式２２
【００６２】
ＬＯという用語は、信号及び約分について、共通である。
【００６３】
ブロック６２０では、等式２３及び２４に従って、ΦＲＦを逐点公式により計算する：
2020012812.tif 000025
等式２３
2020012812.tif 000026
等式２４
【００６４】
ブロック６２２では、等式２５に従い、ΦＲＦをｓ１から減算して、ΦＬＯを得る：
2020012812.tif 000027
等式２５
【００６５】
ブロック６２６では（図６Ｂ）、図７におけるＩＦ出力信号Ｍ１〜Ｍｎについて未処理のチャープ測定値が得られ、ブロック６２８でフーリエ変換される。ブロック６３０では、大きさがフーリエ変換から決定される。ブロック６３２では、等式７に従って、ＩＦ伝達関数（ＡＩＦ）の大きさ又は振幅応答が、ＲＦ伝達関数Ｆ（ｆ）３０２のＲＦ振幅応答（ＡＲＦ）と、ＬＯ伝達関数Ｇ（ｆ）３０４のＬＯ振幅応答（ＡＬＯ）との差から決定される。
【００６６】
同様にブロック６３４では、位相が、ブロック６２８におけるフーリエ変換から決定される。ブロック６３６では、等式８に従って、ＩＦ伝達関数（ΦＩＦ）の位相が、ＲＦ伝達関数Ｆ（ｆ）３０２のＲＦ位相（ΦＲＦ）と、ＬＯ伝達関数Ｇ（ｆ）３０４のＬＯ位相（ΦＬＯ）との差から決定される。
【００６７】
図８Ａ及び８Ｂは、本開示の実施形態に従った、レーダシステム１００を自己補償するために最小二乗法を用いて、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６を通じて異なる周波数の較正信号にわたり、ＲＦ信号経路１２４、ＬＯ信号経路１２６及びＩＦ信号経路１２８それぞれについての通過帯域レスポンスを同定又は決定するための方法８００の例を示すフローチャートである。１つの実施形態によれば、方法８００は、測定／較正モジュール１７０によって具現化され、実行される。ブロック８０２では、ＩＦ出力信号１２９を測定して、データ点Ｍ１〜Ｍｎを得る。
【００６８】
ブロック８０４では、偶数番目の測定点と奇数番目の測定点との差（Ｍ（２ｊ）−Ｍ（２ｊ−１））を決定するために、等式２３に似た差分等式（Γｊ）が使用される。ブロック８０６及び８０８では、方法８００がブロック８０４にループバックし、全ての偶数番目の測定点と奇数番目の測定点との差の等式（Γｊ）を、全測定点を通じて繰り返すことにより決定する。
【００６９】
ブロック８１０では、ＲＦ信号経路１２４及びＬＯ信号経路１２６のために、基本セットＺ（ｆ）を選ぶ。Ｚ（ｆ）は、等式２６に従った、ＲＦ信号経路又はＬＯ信号経路の基底関数である：
2020012812.tif 000028
等式２６
【００７０】
ブロック８１２では、等式２７に従い、Δｆを用いて、差の等式Ｘｉ（ｆ）を得る：
2020012812.tif 000029
等式２７
【００７１】
ブロック８１４では、計画行列を計算するために、Ｘｉ（ｆ）が使用される。ブロック８１６では、最小二乗法が、差の等式（Γｊ）に適合される。ブロック８１８では、ＲＦ信号経路又はＬＯ信号経路についての伝達関数の通過帯域レスポンスを決定するためのＺ（ｆ）により係数が使用される。ブロック８２０では、ＬＯ信号経路又はＲＦ信号経路のうちもう一方の信号経路についての通過帯域レスポンスが得られる。
【００７２】
ブロック８２２では（図８Ｂ）、奇数番目のデータ点又は測定点（Ｍｏｄｄ）を選択し、順番に列挙する。ブロック８２４では、ＲＦ信号経路又はＬＯ信号経路の伝達関数についての通過帯域レスポンスが、等式２８に従って決定される：
2020012812.tif 000030
等式２８
【００７３】
ブロック８２６及び８２８では、方法８００がブロック８２４にループバックし、Ｎ個の測定値、すなわちデータ点（ＭＮ）の全てを用いて、ＲＦ信号経路又はＬＯ信号経路についての通過帯域レスポンスを決定する。ＲＦ信号経路又はＬＯ信号経路についての通過帯域レスポンスを全ての測定点又はデータ点について決定した後、方法８００はブロック８３０に進む。
【００７４】
ブロック８３０では、ＲＦ周波数又はＬＯ周波数が、一定に保たれる。ブロック８３２では、Ｎ個のデータ点（ＭＮ）を測定するために、ＲＦ周波数又はＬＯ周波数のうちもう一方が掃引される。ブロック８３４では、ＩＦ信号経路についての伝達関数の通過帯域レスポンスが、等式２９に従って決定される：
2020012812.tif 000031
等式２９
【００７５】
ブロック８３６及び８３８では、方法８００がブロック８３４にループバックし、Ｎ個の測定データ点（ＭＮ）の全てを用いてＩＦ信号経路についての通過帯域レスポンスを決定する。ＩＦ信号経路についての通過帯域レスポンスを、全ての測定データ点を用いて決定した後、方法８００はブロック８４０に進む。ブロック８４０で、較正は完了する。
【００７６】
図面におけるフローチャートとブロック図は、本開示の様々な実施態様に従ったシステム、方法及びコンピュータプログラム製品についてあり得る実装の構造体系、機能性及び動作を説明するものである。これに関して、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、又は指示の一部を示すことができ、この指示には、１つ又は複数の特定の論理機能を実装するために実行可能な１つ又は複数の指示が含まれる。幾つかの代替的な実施形態では、ブロックで言及した機能が、図に示した順番以外で起こり得る。例えば、連続して示した２つのブロックは実際に、関連する機能に応じて、実質的に同時に実行することができるか、又はこれらのブロックは時には、逆の順序で実装することができる。ブロック図及び／又はフローチャートの説明のうち各ブロック、並びにブロック図及び／又はフローチャートの説明におけるブロックの組み合わせは、特別な目的のハードウェアとコンピュータ指示との組み合わせを実行又は実施する特定の機能を行う特別な目的のハードウェア系システムによって、実装することができる。
【００７７】
本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示の実施形態を制限することが意図されているわけではない。本明細書で使用するように、そうでない旨が文脈的に明示されない限り、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」には、複数形も包含される。さらに、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／又は「含み（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、言及した特徴、統合体、工程、動作、要素及び／又はコンポーネントの存在を特定するものであるが、１つ又は複数のその他の特徴、統合体、工程、動作、要素、コンポーネント及び／又は群の存在又は付加を排除するものではないことが理解されるだろう。
【００７８】
以下のクレームでは、全てのミーンズ（又は工程）・プラス・ファンクション要素について対応する構造、材料、行動及び等価物は、具体的に特許請求したその他の請求項の要素と組み合わせて機能を実行するためのあらゆる構造、材料又は行動を含むことが意図されている。本実施形態の記載は、説明及び記載という目的のために提示されたに過ぎず、本実施形態が開示された形態について網羅的であること、又は開示された実施形態に制限することが意図されているわけではない。実施形態の範囲及び思想から外れない多くの変形例及びバリエーションは、当業者にとって明らかであろう。
【００７９】
さらに、本開示は、以下の条項に従った実施形態を含む：
【００８０】
条項１
レーダシステムを自己較正する方法であって、
前記レーダシステムの無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている較正ループバック信号経路を形成すること、
較正信号のセットを、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路に伝送すること、
前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路に伝送された信号に応答して、ＩＦ信号経路からの出力信号を前記レーダシステムのレシーバで測定すること、
測定された前記出力信号から、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定すること、並びに
各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償すること
を含む、方法。
【００８１】
条項２
前記較正ループバック信号経路を形成することが、スイッチング素子を操作して伝送アセンブリを前記レーダシステムの受信アセンブリへと電気的に接続することを含む、条項１に記載の方法。
【００８２】
条項３
前記較正信号のセットを、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路に伝送することが、
結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器によって、ＲＦ較正信号のセットを前記ＲＦ信号経路に伝送すること、並びに
前記結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器によって、ＬＯ較正信号を前記ＬＯ信号経路に伝送すること、
を含む、条項１に記載の方法。
【００８３】
条項４
前記較正信号がそれぞれ、線形周波数変調（ＬＦＭ）パルス波形を含む、条項３に記載の方法。
【００８４】
条項５
ひずみ及び／又は非線形性の補償が、前記レーダシステムのコンポーネントである装置のみを用いて、前記レーダシステムのエキサイタ／レシーバで行われる、条項１に記載の方法。
【００８５】
条項６
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を決定することを含む、条項１に記載の方法。
【００８６】
条項７
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号について逐点法を行うことを含む、条項６に記載の方法。
【００８７】
条項８
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号について、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路のそれぞれを通じて所定の周波数範囲にわたり、最小二乗法を行うことを含む、条項６に記載の方法。
【００８８】
条項９
各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路のハードウェアコンポーネントに起因するひずみ及び／又は非線形性を補償する補償フィルタを生成することを含む、条項１に記載の方法。
【００８９】
条項１０
各信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性の補償が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、フィルタパラメータ又は特性を決定することを含む、条項９に記載の方法。
【００９０】
条項１１
補償フィルタにおけるパラメータを調整又は設定すること、及び
前記レーダシステムにより受信されたレーダ信号を前記補償フィルタによって、フィルタリングされたレーダ信号を処理する前にフィルタリングすること、
をさらに含む、条項１０に記載の方法。
【００９１】
条項１２
レーダシステムを自己較正する方法であって、
較正ループバック信号経路によって、結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器を自己補償構造に結合することであって、
前記較正ループバック信号経路は、無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されており、
前記結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器及び自己補償構造は、前記レーダシステムのエキサイタ／レシーバのコンポーネントである、結合すること
前記結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によって、第１の較正信号のセットを、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路に伝送すること、
前記第１の較正信号のセットに応答して、前記ＩＦ信号経路からの出力信号を、自己補償構造により測定すること、
前記結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器によって、第２の較正信号のセットを、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路に伝送すること、
前記第２の較正信号のセットに応答して、前記ＩＦ信号経路からの出力信号を、自己補償構造により測定すること、
前記自己補償構造により、測定された前記出力信号から、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定すること、並びに
前記自己補償構造により、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償すること
を含む、方法。
【００９２】
条項１３
ひずみ及び／又は非線形性の補償が、前記レーダシステムのコンポーネントである装置のみを用いて、前記レーダシステムの前記エキサイタ／レシーバで行われる、条項１２に記載の方法。
【００９３】
条項１４
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、各信号経路に対応する伝達関数から生じる振幅及び位相応答を決定することを含む、条項１２に記載の方法。
【００９４】
条項１５
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号について逐点法を行うことを含む、条項１４に記載の方法。
【００９５】
条項１６
前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定することが、測定された前記出力信号について、前記ＲＦ信号経路及び前記ＬＯ信号経路のそれぞれを通じて所定の周波数範囲にわたり、最小二乗法を行うことを含む、条項１４に記載の方法。
【００９６】
条項１７
前記自己補償構造により、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償する、条項１４に記載の方法。
【００９７】
条項１８
レーダシステムであって、
伝送アセンブリ、
受信アセンブリ、
前記伝送アセンブリを前記受信アセンブリに結合させるために操作されるスイッチング素子に応答して形成される較正ループバック信号経路であって、前記レーダシステムの無線周波数（ＲＦ）信号経路、局部発振器（ＬＯ）信号経路及び中間周波数（ＩＦ）信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定するように構成されている較正ループバック信号経路、
較正信号のセットをＲＦ信号経路及びＬＯ信号経路に伝送するように構成された、結合された伝送／局部発振（ＴＸ／ＬＯ）波形発生器、並びに
機能のセットを行うように構成された自己補償構造
を備え、前記機能のセットが、
前記較正信号に応答して、ＩＦ信号経路からの出力信号を測定すること、
測定された前記出力信号から、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路のそれぞれについて通過帯域レスポンスを決定すること、並びに
各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて、前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償すること
を含む、レーダシステム。
【００９８】
条項１９
前記自己補償構造が、各信号経路の通過帯域レスポンスを用いて前記ＲＦ信号経路、前記ＬＯ信号経路及び前記ＩＦ信号経路におけるひずみ及び／又は非線形性を補償するように構成された補償フィルタを備える、条項１８に記載のレーダシステム。
【００９９】
条項２０
エキサイタ／レシーバをさらに備え、該エキサイタ／レシーバが、前記結合されたＴＸ／ＬＯ波形発生器と、前記自己補償構造とを有する、条項１８に記載のレーダシステム。
【０１００】
本明細書では特定の実施形態について説明し、述べてきたが、同じ目的を達成するために設計されたあらゆる配置構成が、ここに示した特定の実施形態と置き換え可能なこと、また実施形態がその他の環境では別の用途を有することが、当業者によって肯定的に評価されるだろう。本願は、あらゆる適合又はバリエーションをカバーすることが意図されている。以下の請求項は決して、本開示の実施形態の範囲を、本明細書に記載された特定の実施形態に制限することを意図しているわけではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【外国語明細書】
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