(57)【要約】【解決手段】  航空機で使用するための衝突回避システムが提供される。本システムは、航空機上に配置された少なくとも１つの低プロフィールアンテナアレイを備える。このアレイは、複数のホーンを備え、該複数のホーンには少なくとも１つの極ホーンと複数の４５度ホーンと複数の赤道ホーンとが含まれる。送信／受信プローブが各ホーンに連結されている。送信／受信プローブは、電磁波を送信し、脅威となる障害物から反射されたエコー信号を受信するように構成されている。複数の送信／受信モジュールは、送信用の電磁波を生成し、エコー信号を受信するように構成されている。複数の送信／受信モジュールに連結されたプロセッサが、ホーンからの電磁波の送信を制御し、障害物に関する情報を含む出力信号を提供するためエコー信号を処理する。【選択図】    図５
2008518844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機で使用するための衝突警告回避システムであって、
前記航空機に配置された少なくとも１つの低プロフィールアンテナアレイであって、該少なくとも１つの低プロフィールアンテナアレイは複数のホーンを備え、該複数のホーンには、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンと、が含まれる、前記低プロフィールアンテナアレイと、
前記少なくとも１つの極ホーン、前記複数の４５度ホーン及び前記複数の赤道ホーンの各々に連結された少なくとも１つの送信／受信プローブであって、該送信／受信プローブの各々は、送信モードでは電磁波を送信するように動作し、受信モードでは前記航空機の領域において障害物から反射されたエコー信号を受信するように動作するべく構成されている、前記送信／受信プローブと、
前記送信／受信プローブの各々に連結された複数の送信／受信モジュールであって、該送信／受信モジュールの各々は、送信モードでは送信用の電磁波を生成するように動作し、受信モードでは前記エコー信号を受信するように動作するべく構成されている、前記送信／受信モジュールと、
前記複数の送信／受信モジュールに連結されたプロセッサであって、該プロセッサは、前記ホーンからの前記電磁波の送信を制御し、前記障害物に関する情報を含む出力信号を提供するため前記エコー信号を処理するように構成されている、前記プロセッサと、
を備える衝突警告回避システム。
【請求項２】
前記航空機のオペレータに前記情報を表示するため前記プロセッサに連結されたディスプレイを更に備え、前記情報は、前記障害物を回避するため前記オペレータが適切な処置を取ることを可能にする、請求項２に記載の衝突警告回避システム。
【請求項３】
前記障害物を回避する処置を取るため前記情報を処理するように前記プロセッサに連結された飛行制御システムを更に備える、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項４】
前記航空機は、一般的な飛行機であり、前記衝突警告回避システムは、主要には、警告システムとして機能する、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項５】
前記航空機は、無人航空機であり、前記衝突警告回避システムは、主要には、飛行制御システムと協働する回避システムとして機能する、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項６】
前記アンテナアレイを覆う低抵抗レードームを更に備える、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項７】
前記衝突警告回避システムに連結された、ＴＣＡＳ、ＡＤＳ−Ｂ、ＴＩＳ−Ｂ及びＦＩＳ−Ｂからなる群から選択された複数の通信リンクを更に備える、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアンテナアレイ及び前記プロセッサと電気的に接続された状態で配置された第２のアンテナアレイを更に備え、前記第２のアンテナアレイは、複数のホーンを備え、該複数のホーンには、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンと、が含まれている、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項９】
前記ホーンの内部に形成された導電性金属コーティングを更に備える、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの送信／受信プローブは、前記エコー信号を受信したとき、別の電磁波を送信する、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、前記情報に基づいてパルス繰り返し周波数を変動させることによって前記航空機への前記障害物の距離変化率の推定値を決定し、前記距離変化率推定値に対する距離範囲の比率として前記障害物への最接近までの時間を決定するように構成されている、請求項１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記ホーンから同時に前記電磁波を送信させるように構成されている、請求項１１に記載の衝突警告回避システム。
【請求項１３】
航空機で衝突警告回避システムを使用する方法であって、
前記航空機で少なくとも１つの低プロフィールアンテナを配置する工程であって、該少なくとも１つの低プロフィールアンテナは複数のホーンを備え、該複数のホーンには、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンとが含まれる、前記工程と、
前記少なくとも１つの極ホーン、前記複数の４５度ホーン及び前記複数の赤道ホーンの各々に少なくとも１つの送信／受信プローブを連結する工程であって、該送信／受信プローブの各々は送信モード及び受信モードで動作するように構成されている、前記工程と、
前記送信／受信プローブの各々に少なくとも１つの送信／受信モジュールを連結する工程であって、該少なくとも１つの送信／受信モジュールは、送信モードでは少なくとも１つの電磁波を生成し、受信モードではエコー信号を受信するように構成されている、前記工程と、
前記送信／受信プローブの少なくとも１つから前記少なくとも１つの電磁波を送信する工程と、
前記少なくとも１つの送信／受信プローブ及び前記少なくとも１つの送信／受信モジュールにおいて、前記航空機の領域にある障害物から反射された前記エコー信号を検出する工程と、
前記エコー信号を受信したとき、前記少なくとも１つの送信／受信プローブ及び前記少なくとも１つの送信／受信モジュールから別の電磁波を送信する工程と、
前記障害物に関する情報を含む出力信号を提供するため前記複数の送信／受信モジュールに連結されたプロセッサにおいて前記エコー信号を処理する工程と、
を備える方法。
【請求項１４】
前記情報に基づいてパルス繰り返し周波数を変動させることによって前記航空機に対する前記障害物の距離変化率推定値を決定する工程と、
前記距離変化率推定値に対する距離範囲の比率として前記障害物に最接近する時間を決定する工程と、
を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記航空機の操縦者に前記情報を表示する工程を更に備え、前記情報は、前記操縦者が前記傷害物を回避する処置を取ることを可能にする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記航空機が前記傷害物を回避する処置を取ることを可能にするため前記情報を処理するための前記プロセッサに飛行制御システムを接続する工程を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記航空機は、一般的な飛行機である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記航空機は、無人航空機である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記アンテナアレイを覆って低抵抗レードームを配置する工程を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記衝突警告回避システムに複数の通信リンクを電気的に接続する工程を更に備え、該複数の通信リンクは、ＴＡＣＳ、ＡＤＳ−Ｂ、ＴＩＳ−Ｂ及びＦＩＳ−Ｂからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのアンテナアレイ及び前記プロセッサと電気的に通信する第２のアンテナアレイを接続する工程を更に備え、該第２のアンテナアレイは、複数のホーンを備え、該複数のホーンには、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンとが含まれている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記ホーンの内部に導電性金属コーティングを形成する工程を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記電磁波を前記ホーンから同時に送信する工程を更に備える、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年１１月３日に出願された「衝突回避システム」という標題の米国仮特許出願シリアル番号６０／６２４，９８２号と、２００５年１１月２日に出願された「衝突警告回避システム」という標題の米国非仮特許出願との優先権を請求する。それらの開示内容は、参照したことにより全体が本願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
混雑した航空機交通及び／又は低視界の条件では、航空機のパイロットは、大災害となる衝突を回避するように航空機を操縦することができるように接近した航空機の存在を警告されることが必要となる。ＴＣＡＳ（交通警告衝突システム）として知られているシステムは、市販のジェット航空機に取り付けられた呼びかけ機と、遭遇しそうな各航空機に搭載されている応答機と、を用いている。このようにして、呼びかけは、ＴＡＣＳを載せた航空機と、近傍の他の脅威となる航空機との間の２次レーダーによる通信を介して実行される。これは、パイロットが衝突を避けることを可能にするため強化されたレーダー信号がＴＡＣＳを装備した航空機へと戻されるようにしてなされる。応答機は、戻ってきたレーダー信号を、それが設置されている脅威となる航空機に独自の情報に符号化する。ＴＣＡＳを用いた場合、警告が受信されたとき衝突を回避するためＴＣＡＳ装備の航空機のパイロットに負荷がかかる
しかし、これらのシステムは、非常に複雑であり、非常にコストがかかり、主要には大型民間航空機で使用され、アメリカ合衆国内で動作している３１より多い座席を備える全ての航空機で要求されている。それらの非常に高いコストの故に、これらのシステムは、より小さい一般的な航空機には、それらが悪天候及び混雑した交通状態、即ち衝突の危険へとしばしばつながる状況の下で飛行しているときでさえ、めったには組み込まれることはない。一般的な航空機パイロットは、主要には、衝突の回避のため「見て回避する」実践には頼らず、しばしば、直接的な衝突回避の利点を増大させること無く、応答機を設置するコストを負うことを仕方なく受け入れている。
【０００３】
現在のところ、ほとんどの無人航空機（ＵＡＶ）は、民間航空機との衝突の可能性を回避するため軍隊に拘束された領空内の操縦に頼っている。国家領空システムの拘束されてない部分における計画された操縦は、他の全ての航空交通を「見て回避する」ための能力、即ち有人飛行機に関するものと同じ能力を必要としている。現在の航空交通の制御ＴＣＡＳ式の空中浮遊システムは、非協力的な（即ち、応答機の非搭載）航空機衝突の脅威からＵＡＶを保護することはできない。また、地上又は有人追跡平面から見えるところに維持することを除いて、操縦者が危険の可能性を検知し、可能となる衝突を訂正する能力は与えられていない。１次レーダーシステムならば、これらの航空機のための「見て回避する」能力に等価であるか又はより良い能力を提供することができる。更には、海上船は、危険性のある小さなもの（即ち、ブイ、丸太等）及び大きなもの（即ち、他の船）の両方を検知し回避するシステムからの利点を享受することもできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該技術分野で必要とされているものは、幅広く様々な非協力的な航空機を保護するために特に有用である、低いコストで信頼性のある衝突回避システムである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の開示内容は、航空機で使用するための衝突回避システムに関する。本システムは、航空機上に配置された少なくとも１つの低プロフィールアンテナアレイを備える。低プロフィールアンテナは、複数のホーンを備え、該複数のホーンには、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンと、が含まれている。本システムは、ホーンの各々に連結された少なくとも１つの送信／受信プローブを備える。送信／受信プローブの各々は、送信モードで電磁波を送信するように作動し、受信モードで航空機の領域にある脅威となる障害物から反射されたエコー信号を受信するように作動するべく構成されている。本システムは、複数の送信／受信モジュールに連結されたプロセッサも備えている。本プロセッサは、ホーンからの電磁波の送信を制御し、脅威となる障害物に関する情報を含む出力信号を提供するためエコー信号を処理するように構成されている。
【０００６】
本開示内容は、航空機で衝突回避システムを使用する方法に関する。本方法は、航空機上に少なくとも１つの低プロフィールのアンテナアレイを配置する工程を備える。アンテナは、複数のホーンと、少なくとも１つの極ホーンと、複数の４５度ホーンと、複数の赤道ホーンと、を備える。本方法は、ホーンの各々に少なくとも１つの送信／受信プローブを連結する工程を備える。各送信／受信プローブは、送信モード及び受信モードで作動するように構成されている。本方法は、送信／受信プローブの各々に少なくとも１つの送信／受信モジュールを連結する工程も備える。送信／受信モジュールは、送信モードで少なくとも１つの電磁波を生成し、受信モードでエコー信号を受信するように構成されている。本方法は、送信／受信プローブの少なくとも１つから電磁波を送信し、送信／受信プローブ及び送信／受信モジュールにおいて航空機の領域にある障害物から反射されたエコー信号を検出する、各工程を備える。本方法は、エコー信号を受信したとき、送信／受信プローブ及び送信／受信モジュールから別の電磁波を送信する工程も備えている。本方法は、障害物に関する情報を含む出力信号を提供するため送信／受信モジュールに連結されたプロセッサにおいてエコー信号を処理する工程も備えている。
【実施例】
【０００７】
図面を参照すると、同様の構成要素は同様の参照番号が付与されている。
当該技術分野の当業者は、次の開示内容が例示にしか過ぎず、これに限定するものではないことを認めるであろう。そのような当業者にとって、この開示の利点を有する本発明の他の実施例は、容易に示唆されるものとなる。
【０００８】
本発明は、その視界内の障害物を検出するため、「シングアラウンド式」送信機／受信機で作動するように構成されたアンテナアレイを利用する衝突回避システムである。衝突回避システムは、一般に飛行機で、並びに無人航空機（ＵＡＶ）及び海上船で特に利用可能となる。この開示を目的とするため、２種類のＵＡＶが記載されている。即ち、大型の翼付きＵＡＶ、及び、小型の戦術ＵＡＶである。両者とも、遠隔操縦であるか又は自律運転のいずれかである。しかし、一般には、ほとんどのＵＡＶが様々な度合いの自律運転で遠隔操縦されている。
【０００９】
本発明には、他のレーダーシステムから区別される２つの特徴が存在する。２つの特徴は、（１）据え付け式波案内ホーンアレイを使用することと、（２）レーダー情報速度を最大にしつつ距離変化率を推定する「シングアラウンド」方法を使用することと、である。本発明は、据え付け式の胴体取り付けホーンのアレイを利用し、各々のホーンは、周囲の体積（航空機からの方位角、高度、径方向距離の範囲によって与えられる）の特定のセクターを覆うことを受け持ち、それにより、レーダーに対面する局所的な環境条件並びに脅威となる航空機のレーダー断面積に応じて、全受信可能範囲が、約４海里から約７海里の範囲へと４πステラジアン以内で追加される。各セクターの方位角及び高度の受信可能範囲は、アンテナの設計及び用いられるホーンの数に依存している。受信可能範囲の距離範囲は、パワー、パルス期間、及び、繰り返し周波数に依存している。各ホーンは、少なくとも１つの独立した送信機及び受信機（Ｔ／Ｒ）モジュールに接続されている。
【００１０】
本発明は、その視界中にある脅威となる任意の障害物に距離範囲及び距離変化率の両方を提供するためＴ／Ｒモジュールと同期する「シングアラウンド式」制御プロセッサを用いている。「シングアラウンド」方法は、一定のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）を利用しているが、可能な障害物が特定範囲の区画内で検出されたとき、戻りパルス（又は電磁波のエコー）は次のパルスの送信（即ち電磁波）の送信をトリガーする。障害物までの距離範囲が変化したとき、「シングアラウンド」方法は、戻りパルスの間の変化する時間遅延を測定することによって距離変化率を推定する。パルス間の時間のこの減少は、距離変化率の正確な推定を提供し、重大な決定をなす上で経過した時間の影響を最小にする。戻りパルスがシステムノイズ上に重なり合ったとき、減少したパルス間時間は、距離変化率のより正確な推定値を一般には与えない。しかし、距離範囲が減少するとき、衝突の可能性があるので、信号対ノイズ比率（ＳＮＲ）が時間と共に増大する。ＳＮＲにおけるこの着実な増大は、距離変化率計算上のノイズの効果を補償する。
【００１１】
「シングアラウンド」方法は、Ｔ／Ｒモジュールにおいて比較的安価で小型の用途に固有の積分回路（ＡＳＩＣ）の使用を可能にする。「シングアラウンド」方法は、各チャンネルに関する偽警告率を減少させるため、延期した決定処理を利用する。「シングアラウンド」方法は、急速に接近するターゲットの、これに対応して急速に増大する情報速度に影響を及ぼすようにＰＲＦを調整することができる。
【００１２】
上記したように、本発明は、一般的な飛行機並びにＵＡＶで使用することが考慮されている。ここで図１を参照すると、大型翼付きのＵＡＶ１０が、アンテナアレイ１６を取り付けた頂部１２と、アンテナアレイ１８を取り付けた底部１４とを有するものとして示されている。アンテナアレイ１６を取り付けた頂部１２と、アンテナアレイ１８を取り付けた底部１４とは、一諸に使用されているものとして、図示され、本明細書で説明されるが、用途によっては頂部又は底部のいずれかに取り付けられた一つだけのアンテナを利用してもよいと考えられる。アンテナアレイ１６，１８は、アンテナアレイ１６、１８のホーン（図２参照）がＵＡＶ１０から離れる方に指向するようにＵＡＶ１０に取り付けられている。好ましくは、図１及び図４で示されるように、アンテナ構成装置は、低抵抗のレードーム２０、２２によって覆われている。
【００１３】
ここで図２を参照すると、一例としての狭帯域のレーダーアンテナアレイ１６、１８が示されている。この一例としてのアンテナアレイ１６、１８は、ＵＡＶ１０の頂部１２又は底部１４のいずれか、又は、その両方に配置することができる。各アンテナアレイ１６，１８は、少なくとも１つの赤道ホーン２４と、少なくとも１つの４５度ホーン２６と、少なくとも１つの極ホーン２８と、を備える一連のホーンを有している。好ましい実施例では、ホーン２４、２６は、障害物を検出するため全ての可能な角度から電磁波を送受信するため平面ホーン２８の周りに径方向及び周方向の両方に配置されている。好ましい実施例では、頂部アンテナアレイ１６及び底部アンテナアレイ１８は、協働して利用される。
【００１４】
図３に示されるように、各ホーン２４、２６、２８は、内部３０と、内部３０の反対側の外部３２と、波案内部３６の反対側の拡径部分３４と、を有する。ホーン２４、２６、２８は、ＵＡＶ１０上に配置された取り付け平面（図示せず）に取り付けられている。再び図２を参照すると、一実施例では、必要なものとして示されたならば、４５度ホーン２６を最近接の赤道ホーン２４から分離し、ホーン２４、２６の間の干渉を減少するための可能な手段として４５度ホーン２６の拡径部分３４上に電磁場チョーク２９を配置することができる。
【００１５】
図３に示されるように、ホーン２４、２６の内部３０及び外部３２が示されている。赤道ホーン２４の内部３０には、寄生的な受動プローブ３７及びＴ／Ｒプローブ３８が配置され、４５度ホーン２６の内部３０には、Ｔ／Ｒプローブ４０が配置され、極ホーン２８の内部３０には、多重Ｔ／Ｒプローブ４２、４４、４６が配置されている。これらのＴ／Ｒプローブ３８、４０、４２、４４、４６の各々は、同軸コネクター５０、５２、５４、５６、５８を介して個々のレーダーＴ／Ｒモジュール４８（赤道ホーン２８内にＴ／Ｒプローブ３８に対してのみ示されている）に各々接続されている。赤道ホーン２４に関して示されているように、ケーブル６０は、同軸コネクター５０をレーダーＴ／Ｒモジュール４８に連結している。
【００１６】
１２個の赤道ホーン、６個の４５度ホーン及び一つの極ホーンからなる総合して１９個のホーン２４、２６、２８が示されているが、用途の正確さに関する要求度（例えば、視野解像度、方位角解像度等）に応じて、アンテナアレイで使用するための任意数のホーンを使用することが考えられる。当業者は、特定の用途に対して要求された適切な数のホーンを決定することができる。ホーン２４、２６、２８の各々は、干渉を最小にし、ゲインを最大にし、高度及び方位角の関数として必須の電磁波パターン形状を達成するように形成されている。３種類のホーンに対して想定される形状は、円形、矩形、八角形、台形等々である。極ホーンは、円形であるのが好ましい。当業者は、他のホーンの構成並びにＵＡＶ又は飛行船胴体のサイズ及び形状に基づいて、他の形状を容易に決定することができる。
【００１７】
ホーン２４、２６、２８は、容易に成形され、軽量で、温度の極端な変化にも耐えることができる任意材料から製造することができる。好ましい材料は、プラスチック材料、好ましくは射出成形されたプラスチックを含んでいる。かくして、ホーン２４、２６、２８の内部３０の内側表面は、金属スパッタリングプロセス、蒸着プロセス又はこれらと等価プロセスから銀、銅、真鍮等の導電性金属コーティングで被覆することができる。内側表面に施されたコーティングは、電磁波の送受信を容易にし、拡径部分３４から外部へ又は波案内部分３６へと波を導いていく。導電性金属コーティングを、拡径部分３４のエッジに配置することもでき、ホーンの外部の部分へと延在させることができる。
【００１８】
図４は、レードーム２０の下方にあるアンテナアレイ１６を示すため低抵抗レードーム２０によって部分的に覆われたアンテナアレイ１６の斜視図を示している。低抵抗レードーム２０は、アンテナアレイ１６の作動と干渉することなく、アンテナアレイ１６を保護しつつ空力制動の抵抗を減少させるように機能する。使用中には、レードーム２０は、アンテナアレイ１６を完全に覆っている。
【００１９】
上記に示したように、一例としてのアンテナ１６は、１９個のホーンを有する。本実施例では、送受信マイクロ波信号のための総合して２０個のチャンネルが存在している（即ち、一つの赤道ホーン当たり一つのチャンネル、４５度ホーン当たり一つのチャンネル、及び、平面ホーンに関して２つのホーン）。他の好ましい範囲に採用するために、一例としてのアンテナアレイは、多数のホーンを有するように改良することができる。しかし、２つのアレイアンテナ１６、１８を利用することが好ましい。これによって、約４海里から約７海里の距離範囲を提供すると共に４πステラジアンの受信可能範囲を達成するため、総合して３８個のホーンとなる。
【００２０】
使用中には、各ホーン２４、２６、２８は、Ｔ／Ｒプローブを介して、電磁波（図示せず）を送信し、電磁波（図示せず）のエコーを受信することができる。各ホーン２４、２６、２８は、隣接したホーン２４、２６、２８によって発生された送信された電磁波のエコーを受信することもできる。被覆した導電性内側表面（又は誘電表面）は、その連係したプローブ３７に直ちに隣接して配置されたエッジ６２の内部で受信した反射電磁波を案内する（即ち一カ所に集める）。隣接するホーンのエコーも検出することによって、衝突警告回避システムは、脅威となる航空機（図示せず）の位置をより正確に決定するため「角度補間」を使用することができる。２つの隣接したホーンにおける電磁波の受信エコーの相対強度又は位相を比較することにより、２つの隣接したホーンに対する接線方向が示唆される。
【００２１】
図５は、衝突警告回避システムのブロック図を示している。本実施例では、上側アンテナアレイ６４は、下側アンテナアレイ６６と結合して利用される。各アンテナアレイ６４、６６は、上述され、図３に示されたように、レーダーＴ／Ｒモジュール６８に電気的に連結されている。レーダーＴ／Ｒモジュール６８は、Ｔ／Ｒプローブを介して電磁波を送受信する。Ｔ／Ｒプローブは、送信モードにあるとき、アンテナアレイ６４、６６付近で電磁波を送信するように、全てのホーン２４、２６、２８を同時に同位相で駆動するように動作する。Ｔ／Ｒプローブは、受信モードにあるとき、近くの航空機又は脅威となる事象から戻り反射された戻り電磁波（又はエコー）を受信するように動作する。
【００２２】
レーダーモジュール６８は、信号プロセッサ７０と、コントローラ７２と、に電気的に連結されている。コントローラ７２は、信号プロセッサから受信した情報に基づいて、個々のマイクロ波送信機から電磁波を何時送信するべきかを決定する。信号プロセッサが、可能となるターゲットを同定したとき、コントローラは、上記したように、「シングアラウンド」モードへと入る。コントローラ７２は、パイロットの通常の視野内でコックピットに取り付けられた、現存する可聴及び可視のインジケータ表示ユニット７４に接続されている。かくして、表示ユニットは、彼の通常の前方視野を妨げられること無く、パイロットに容易に視覚可能となる。他の実施例では、コントローラ７２を、飛行制御システム７６に連結することができ、該飛行制御システムは、現存するコックピット多機能電子ディスプレイ上に情報を表示することができる。他の電子機器を、各々の追跡されたターゲットの距離範囲及び距離変化率を監視し、これらの値の比率を計算して可能な衝突の脅威に対して聴覚的及び視覚的な警告を提供するため使用することができる。
【００２３】
好ましい実施例では、本発明のアンテナアレイは、航空機に取り付けることができ、各受信サイクルが、デジタルクロックと、「シングアラウンド」フィードバックループにおいて中心要素であるカウンター／クロックパルスシンクロナイザーとによって制御することができる。このようにして、脅威となる航空機の情報速度は、脅威となる航空機の相対接近速度にきわめて近似し得る。その静止モードでは、クロックは、航空機の周りの「安全球」の所望の半径と一致した最小パルス繰り返し範囲でパルスモジュレータにタイミングパルスを供給する。モジュレータからのパルスは、一定のマイクロ波周波数の一つに調整されるパワー増幅器／振動子に供給される。
【００２４】
衝突警告回避システムを２つの実施例で動作させることができると考えられる。第１の実施例は、衝突地表警告、並びに、幅広いクラスの一般的な飛行機のための安全性を自立的に提供する供給可能な方法として使用するための地上接近警告を支持している。本実施例は、アンテナアレイのＴ／Ｒプローブを駆動するパワー増幅器／振動子を利用する。脅威となるターゲット取得送信モードにあるとき、Ｔ／Ｒモジュールは、アンテナアレイ及び航空機の周りに電磁波を送信する全てのセクターの間で位相コヒーレンスが維持されことなく、同時にあらゆるホーンを駆動するように動作する。この位相コヒーレンスの欠如は、ポストディテクション積分プロセスの間に、可能となる隣接する電磁波干渉の減少をもたらす。脅威となるターゲット取得の後、一旦、「シングアラウンド」モードが開始されたならば、同時的な送信は、脅威となる１つ又は複数のターゲットを取得した当該チャンネル（又は複数のチャンネル）において各々摂動され、それによりポストディテクション積分を受けるパルスの数における必然的な減少を通して減少された平均値は、連係するパルス繰り返し同期の欠如によって補償され、これによって、電磁波干渉も回避する。
【００２５】
第２の実施例は、自動飛行コントローラによるＵＡＶのための衝突回避、地表及び地上接近回避を支持することを意図している。第１の実施例に記載されている方法に加えて、位相コヒーレンスは、送信パルスと、隣接するチャンネル上に送信された送信パルスとの間で必要とされている。これは、位相比較（又は、対数振幅並びに総和差異信号フィードバック角度推定ループの位相形態）を利用し、対数振幅の比較を置換することによって達成される。そのような位相コヒーレンスは、高解像度の時空間合成開口レーダー（ＳＡＲ）による地上監視画像形成を支持するべく要求される度合いの位相コヒーレンスを提供しつつ、ＵＡＶ検出、検知及び回避（ＤＳ＆Ａ）機能のために要求された態様で角度補間精度を改善するために必要とされている。位相注入同期が、これらのＵＡＶの必須の機能を支持するために実行されるとき、同時送信の間にビームパターンの歪みを回避するため非干渉コードのパルス送信の使用を可能にしつつ、様々な形態の所望のパルス波形変調と、これらの機能を支持するために必要とされる付随した信号処理とが存在している。当該パスる送信の作用は、「バースト」波形の位相同期した周波数「ホッピング」の符号化の使用を通して容易にすることができる。加えて、位相コヒーレンスの導入は、最適な反応時間を達成するため所望時にレーダー情報速度を最大にする「シングアロウンド法」を除外しないで、径方向の距離変化率推定精度を改善すると共にレーダークラッターの却下機能を向上させるための多重パルスドップラー又は移動ターゲットインジケータ（ＭＴＩ）信号処理の使用を可能にする。
【００２６】
Ｔ／Ｒモジュールが受信モードにあるとき、脅威となる航空機、前方地表特徴、又は、下方の地上（脅威事象と称される）から反射して、対応するセクター又は隣接するセクターに戻ってきた電磁波は、当該セクター、又は、ビーム補間目的のため、隣接するセクターと連係するマイクロ波レーダーＴ／Ｒモジュールのクラスターの一つによって検出される。
【００２７】
電磁波の戻りエコーは、当該セグメントの受信器ビームパターンの最大応答軸（ＭＲＡ）に近接した受信器セクターの一つに到着する戻りエネルギーを提供する。ビーム角度補間は、このチャンネル及びその隣接するチャンネルを通して実行される。それらのチャンネルは両者とも対数増幅圧縮を受けており、その後、一方の値を他方の値から減算することにより、これらの隣接するビームのＭＲＡの間に存在する交差軸の周りの角度の線形補間に近似値を提供する。
【００２８】
一般的な飛行への非コヒーレント位相応用のために、好ましい実施例として、二極乃至単極の対数増幅器の二極端部に入る前に、中間周波数（ＩＦ）表面音波（ＳＡＷ）フィルターが、信号対ノイズ比率（ＳＮＲ）を改善するため使用される。これらのＩＦＳＡＷフィルターは、一定のパルスデューティサイクルを概略維持するように「シングアラウンド」パルス繰り返し率に関して変化する送信パルス持続時間に、より近似して合致するため少なくとも２つの異なるＳＡＷフィルター帯域幅のうち一つを選択することを可能にするためにも選択されている。ＩＦフィルター処理の後、各対数増幅器の単極端部は、ポストディテクションレーダビデオ脅威事象パルスに対応する単一方向性の整流パルス信号を提供する検出器ダイオードを動作させる。これらのビデオパルスは、最初に、パルス積分器に発せられ、該パルス積分器は、そのビームチャンネルに関連した延期決定（上限／下限）の閾値論理によって決定された期間に亘る積分のため多重パルスを蓄積し続ける。上限閾値を超えて可能となる脅威事象は、脅威事象の検出として示され、下限閾値より低いそれらの片割れの事象は、誤った警告として却下される。しかし、当該決定は、これらの２つの閾値の間に落ちる片割れの事象に委ねられる。これによって、別のビデオパルスが積分プロセスに追加され、委ねられた決定論理による再テストを受けることが要求される。収束する上限／下限閾値は、決定をなす経過時間が非常に延期されるようにならないうちに、このプロセスを自然に中断するように用いられる。
【００２９】
感度時間制御（ＳＴＣ）増幅器は、アナログ対数増幅器と、限定した動的レンジのアナログからデジタルへのコンバータとにかかる動的レンジのストレスを減少するために用いることができる。制御波形が割り込みクラッターの様々な形態に選択的に十分に合致している、ＳＴＣ増幅器は、クラッターのばらつきの動的レンジを減少させることができる。加えて、一定の偽警告の確率（ＣＦＡＰ）を維持するように、速い時定数（ＦＴＣ）フィルターを、又はその代わりとなる対話式デジタル処理カウンターパートフィルターの強化された作用を通して、用いることができる。これは、対数増幅器が一定標準偏差レベルにノイズ揺らぎを圧縮した後のポストディテクションプロセスとして適用される。この対数増幅器／ＦＴＣフィルターの組み合わせの目的は、クラッターのばらつきのゆっくりとした時間変動平均を除去することである。該クラッターのばらつきの周りに、この対数的に圧縮された揺らぎノイズ波形及び任意のビデオ信号（引き続いてＦＴＣフィルターによって通過された）が発生している。これと同時に、ほとんどパルス期間が合致された選択ＩＦＳＡＷフィルターは、クラッター及びそれ以外の広帯域熱ノイズの両方をほぼ同じ帯域に制限するように機能し、それによりＣＦＡＰ作用は、ほとんどのレーダーにより所望された一定の偽警告率（ＣＦＡＲ）の作用へと変換される。偽接触率（例えば、クラッター又は他のエコーからのもの）は、分割範囲ゲートの使用により更に減少される。該分割範囲ゲートは、その各々の閾値を超えたビデオ信号が早期及び遅い時期の範囲ゲート窓の間に何時厳密にまたがったかを示す。これは、ビデオパルスの一部分の領域を微分することによって示され、該領域は、短期間の積分を通して得られ、早期対遅期の範囲ゲート内に含まれる。差分表示がゼロを通過するとき、ビデオパルスの中心が位置決めされる。当該論理は、第１の接点が、通常、選択されることを確実にするため提供される。これらの作用の全ては、隣接するチャンネル脅威事象信号が、有効な脅威事象検出を構成するためＳＮＲを介して十分に協力であり、二重対数増幅器のチャンネル振幅比較が角度補間目的のためのなされる前に範囲ゲートによって局所化された。
【００３０】
概要を述べると、本発明のアンテナアレイの上側サブアレイは、脅威事象となる航空機の検出、正当性（距離範囲、距離変化率、方位角、高度角度、及び、τ＝距離範囲／距離変化率の時間対ＣＰＡ又は遭遇推定値の比）、上側の２πステラジアンに亘る局所化及び追跡のため使用される。これに対して、下側のサブアレイは、脅威となる地表又は地上接近の事象よりも到着時間でより早期に発生し得る受信エコー上の航空機の脅威事象を検出しつつ、地表警告及び地上接近警告を発生することに関してほとんど同じ機能を提供する。２つのアレイは、有効な高度分解能を提供するため一緒に作動することができる。
【００３１】
セクターの一つが脅威となる航空機を検出し、最終的に、セレクターが、閾値装置及び範囲ゲートを通して処理され、次いで論理回路へと通過される信号を提供するとき、当該最初の脅威となる接触は、当該回路によって選択され、対応する優先出力信号は、「シングアラウンド」フィードバックループによって捕捉される。信号は、「シングアラウンド」率カウンター閾値回路へと通過され、当該回路は、通常の着地の間に、地上接近警告が発せられず、滑空スロープ降下率の状況を示さないことを確実にする。信号は、次の「シングアラウンド」フィードバックループサイクルを作動させるため当該回路からクロックへと通過される。
【００３２】
マイクロ波レーダーモジュールからの信号の各々は、出力信号が、最も高い優先度の脅威を表すように条件付けられるように、無効決定論理回路を経由して脅威となる第１の信号を無効にすることができる。例えば、地上からのエコーがセクターのチャンネルの一つに到着した場合には、論理回路によって選択された最高優先度の信号（当該範囲内で最も近い信号とは異なる）が出力信号から導出される。更には、条件付け論理は、受信器における最も早期のエコーの到着として発生する飛行脅威事象を捕捉する「シングアラウンド」サブシステムの別の繰り返されたシーケンスと連係されるべき送信サイクルのインターリーブを容易にすることができる。
【００３３】
「シングアラウンド」率制御／閾値は、既に上述された。なお、脅威となるターゲットの相対的な接近の間に反応するため短時間で一斉に情報速度を最大にすることを別として、距離範囲の情報は、「シングアラウンド」フィードバックループサイクルの間の時間内に内在するので、これらのサイクルのＰＲＦにおける変化は、相対的な距離範囲の接近速度に関する情報を伝達する。この後者の量は、衝突の差し迫った危機を測る際の重要な測度である。しかし、一定の低い接近速度の状況の下では（例えば、通常の滑空スロープの着地の間の地上近接領域に接近する降下率）、可聴警告又は可聴警告の表示が混乱することになる。従って、そのときに発生する距離範囲における変化率をカウントし、該変化率に閾値を適用することによって、「シングアラウンド」フィードバックループが良好な環境の間に時期尚早にトリガーすることを防止するように情報を導出することができる。次に、例えば、地上接近警告のトリガーは、当該論理が、可能となる脅威として当該事象をみなすことが利に適っていることを規定するときにのみ影響を及ぼされる。それ以外では、コントローラは、「シングアラウンド」フィードバックループをその静止状態へと戻す。
【００３４】
可聴及び可聴のディスプレイシンボルは、衝突状況が迫っているという急速で一義的且つ明瞭な表示をパイロットに提供するように設計されている。本発明は、正確な情報を提供する。この情報は、衝突を未然に回避するのみならず、ニアミスの機会の減少を促進するため、迅速で自立的な衝突回避操作又は十分に早期の警告を可能にする。コックピットスピーカーを、様々な可聴警告メッセージを再生するため使用することができる。
【００３５】
本発明を、他の種類の航空機及び航空機にも提供され得る他の協働衝突警報システムと互換性にすることが望ましい。例えば、強力なレーダー断面積（ＲＣＳ）を欠いたより小型の航空機は、応答機呼びかけ信号に応答することができるか又はＧＰＳ位置（利用可能である場合）及び衝突の可能性を急速に評価する際に役立つ他の情報を有する自動従属監視放送（ＡＤＳ−Ｂ）メッセージを提供することができる。そのためのアンテナアレイは、導電表面が結合されたプラスチック基板のシートの一方側又は両方側に形成されたＬバンド対のクロスダイポールアンテナとして製造されてもよい。他のＴ／Ｒモジュール構成要素は、アンテナと接続する導電シートへと形成されたリード線を持っていてもよく、アッセンブリ全体が、可撓性プラスチック内で、ラップアラウンドのジップエリザベシアン式のカラーサンドウィッチに更に積層されている。そのようなサンドウィッチは、所定の位置への挿入のため開放することができ、次に、赤道ホーン及び４５度傾斜ホーンの間に存在するウェッジ状空間へと設定されたときスタック予定の位置へと閉じられるように設計されている。必要となる受信した呼びかけ信号と共に、メッセージの復号及び符号化の繰返しのための電子機器は、レードームの空洞部の内部に取り付けられたマイクロ波レーダーモジュールに適合することができ、この結合したモードのために要求されるサンドウィッチアンテナを、アップグレードしたオプションとして容易に適合させることができる。例えばＬバンド進行ＴＣＡＳシステムと比較して、本発明のシステムと連係したより低いマイクロ波パワーレベルでは遙かに流布しないものとなる相互干渉に関する懸念事項に取り組むときには、「ホイスパー及びシャウト」モードを用いることができる。この「ホイスパー及びシャウト」モードは、一旦、警戒サイクルが開始されたならば、静止モードの間に全パワーで用いられるよりも低いパワーを放射するため、ＰＡ／ＯＳＣモジュールのパルス形成を必然的に伴っている。
【００３６】
衝突回避システムへのアップグレードは、ＡＤＳ−Ｂ伝達及び監視リンクを含むことができる。「交通情報サービス放送（ＴＩＳ−Ｂ）」及び「飛行情報サービス放送（ＦＩＳ―Ｂ）」の連係する放送サービスを備えた、ＡＤＳ−Ｂを、本発明のＣバンド又はＳバンドアンテナアレイを通して利用可能にすることができる。そのような協働設備の航空機からの交通情報は、本発明の１次レーダー反射と相互に関係があり得る。
【００３７】
別の実施例では、本発明は、小型の近距離用のＵＡＶで利用されるようにも設計されている。小型の近距離用のＵＡＶは、電力線、電話線電柱及び木等の障害物並びに他のＵＡＶ等の浮遊ターゲットを構成する、より小さい、至近距離での固定ターゲットを検出するために使用される。本発明の衝突回避システムを使用してより小さい至近距離の固定ターゲットを検出するためには、より高い距離範囲解像度が要求される。必要となる範囲解像度を得るために、本発明の超広域帯域（ＵＷＢ）バージョンが小型の近距離用ＵＡＶのために利用されなければならないと考えられる。
【００３８】
図６に示されるように、パッチアレイアンテナ８２のアレイ８０を有する従来の小型の近距離用ＵＡＶ７８が示されている。総合して１０個のパッチアレイアンテナ８２が示されているが、用途（例えば、視野、方位角解像度等）の精度要求度に応じて、任意数のパッチアレイアンテナ８２を用いることができる。当業者は、特定の用途のために要求される適切な数のパッチアレイアンテナ９２を決定することができる。
【００３９】
パッチ（又はマイクロストリップパッチ）アレイアンテナ８２は、薄い接地誘電基板の各側部に結合された薄い金属コンダクターから構成されたマイクロ波アンテナである。各々の個々のパッチアレイアンテナ８２は、信号を送受信するように独立に作動する。他のパッチアレイアンテナと結合されたとき、より大きな多重固定ビームの覆い領域を覆うことができるフェーズドアレイが形成される。パッチアレイアンテナは、一般に、広帯域（ＷＢ）又はＵＷＢ帯域の送受信が望まれるときに利用される。
【００４０】
パッチアレイアンテナ８２は、それらのマイクロ波Ｔ／Ｒ構成部品が、各パッチサブアレイアンテナモジュールの直後に取り付けられたパッケージ（図示せず）内に統合化された状態でＵＡＶ機体７８の外側シェルに等角アレイ８０として分布されてもよい。これは、波案内部内の多重モード又はパッチアンテナ８２の長いラインでの実質的なフリンジ場損失が、Ｔ／Ｒサブアレイグループ８４、８６の間の長い間隔に亘ってマイクロ波電磁エネルギーを伝達するためＷＢ又はＵＷＢを使用することを排除するからである。このことは、これらの接近したサブアレイ８４、８６が、コンパクトなアレイ内で互いに幾分重なり合っているか又は直ちに連続しており、そのように制限された視野が動作上の必要性を満足させることができる場合には、当てはまらない。未決定の衝突を検出するためのパッチアレイアンテナの適切な構成は、当業者によって容易に決定することができると考えられる。パッチアレイアンテナ８２のアレイ８０は、本明細書で説明されたように、「シングアラウンド」方法を利用して作動させることができる。当業者は、パッチアレイアンテナ８２で「シングアラウンド」を実行するための適切な構成要素を容易に決定することができる。
【００４１】
更に別の実施例では、本発明の衝突回避システムは、狭帯域バージョン及びＵＷＢバージョンの両方を利用することができる。狭帯域バージョンは、ＵＷＢバージョンが小さい至近距離の障害物を検出するように設計されているのに対して、大きな遠距離の障害物を検出するように設計されている。
【００４２】
海上船は、図７に示されるように、狭帯域及びＵＷＢの両方から構成されたハイブリッドシステムを利用するように構成することができる。船及びボートは、小さなもの（例えば、ブイ、小型船）から大きなもの（例えば、他の種類の船舶）まで、幅広い範囲のスケールを有する障害物との衝突を回避することができなければならない。
【００４３】
図７は、海上船（図示せず）の屋根９０に配置された、本発明のハイブリッドアンテナシステム８８の平面斜視図を示している。好ましくは、一例としてのハイブリッドアンテナシステム８８は、海上船の最高位置部上に位置されている。ハイブリッドアンテナシステム８８は、円柱ベース９４上に配置された複数の赤道ホーン９２を有する。ホーン９２は、この単一のセクター整列したクラスター９８の中心９６の方向の回りでハイブリッドアンテナシステム８８が角度補間を実行することを可能にするために配置されている。ほとんどの場合には、そのような海洋システムは、３６０度の受信可能範囲を容易にするため連続的に並ぶホーン９２のリングを必要とすることになる。総合して１２個の角錐体ホーンがこれらのホーン９２の最大応答軸の間で３０度の角度をなして示されているが、任意数のホーンを配置することが考えられる。例えば、ホーンのクラスターは、海洋船（１６分の１の周囲方向を覆うために必要となる１６個の赤道ホーンを備えた）の回りの「４分の１ビーム」周囲領域の全てを覆うため４５度の間隔を有する８個の赤道ホーンを含むことができる。別の例は、動作の所望のコンセプトとユニットコストの考察との間の妥協によって指示された設計選択による主要な周囲方向を覆うため４つの赤道ホーンである。
【００４４】
ハイブリッドアンテナシステム８８は、パッチアレイアンテナ１００の周方向アレイを備えている。該アンテナ１００は、ホーン９２の間にパッチサブアレイアンテナ１００を点在させることに関連した前述の考察に追従して、円柱ベース９４の回りに配置されている。
【００４５】
ホーン９２及びパッチアレイアンテナ１００のために考慮された、形状、構成及び材料は、上述した通りである。本発明のハイブリッドシステムは、本明細書に記載されているように、「シングアラウンド」方法論を使用して動作することが想定されている。詳しくは、ハイブリッドシステムは、３．６５から３．７０ＧＨｚの接続海洋／ＦＡＡマイクロ波のＳバンドで作動することが想定されている。
【００４６】
一般的な飛行用途、並びに、ＵＡＶ用途のための検出、監視及び回避（ＤＳ＆Ａ）作動のための、航空機及び地表の警報及び地上近接警告の前述した例とは対照的に、統合開口レーダー（ＳＡＲ）を、地上監視及びマッピング目的のための高解像度の画像形成を含むＳＡＲの動作状況で使用することができる。大型の戦略上不可欠なＵＡＶは、非常に小さ過ぎて、地上の監視及びマッピングのために必要となる実際のマイクロ波開口の物理的サイズに適合することができない。従って、本発明のための仮想的なマイクロ波開口を形成するため、ＳＡＲ式送信及び空間時間受信デジタル記録処理（元々の写真記録及びオプションの処理を代用する）並びにデジタル画像処理が必要とされる。合焦モードでＳＡＲを動作させるため、距離範囲の解像を、合焦されたＳＡＲ交差範囲の解像画像形成に等しくすることに合致させるために、符号化波形送信の形態（通常、連続波、周波数変調（ＣＴ−ＦＭ）波形）が本明細書に記載されている。そのような形態のＳＡＲは、送信する実際の開口の物理的寸法の半分以上である交差反応範囲の解像を生成する。これは、受信する仮想的な開口（即ち、コールド開口）が、レーダー波長倍の仮想的（即ち合成）開口Ｆナンバーの積に等しい送信開口の物理的寸法（即ち、ポートの意図した最大距離範囲又は仮想的開口の長さにより除算された右側「帯状」受信可能範囲）の半分を設定することによって、ＳＡＲ側監視モードで支配的にならなければならないことを意味している。換言すれば、必要とされる合成開口長さは、意図した最大距離範囲（即ち、地上範囲は、高度角度の余弦の径方向距離倍である）とコールド開口長さにより除算されたレーダー波長との積の２倍に等しい。そのような合成開口長さは、空間時間コヒーレンス制限と、ＧＰＳ案内慣性ナビゲーションシステム（ＧＰＳ／ＩＮＳ）が、ＵＡＶの厳密な空間時間軌跡を測定することができる際の精度のうち小さい方によって決定される。これとは対照的に、ＳＡＲ側部監視モードを支持するため下方監視広範囲方位角指向性４５度ホーンを利用する代わりに、下方監視オフ広範囲方位角指向性４５度ホーンのうち一つを使用することができる。その結果が、合成開口長さが、広範囲方位角度に参照される方位角の余弦によって短縮され、よって、交差範囲解像度が、側面から方位角オフセットのセカント因子によって悪化されるということとなる。例えば、広範囲側からの６５度では、交差範囲解像度は、２．３７：１の因子によって悪化され、監視領域に到達する前にＳＡＲ画像を得るためには不運な結果となる。
【００４７】
ＤＳ＆Ａ目的又はＵＡＶに設置された地上監視画像形成システム用途のために設計された、受動電子光学（ＥＯ）及び赤外（ＩＲ）装置のほとんどは、前方視野（ＦＯＶ）（即ち、通常方位角の±１１０度及び高度の±１５度に拘束される）内で距離範囲を決定するためのステレオ光学システムを使用しない。これらの受動ＥＯ／ＩＲシステムは、距離範囲、径方向距離変化率、及び、ＣＰＡ又は衝突位置までのτ時間を提供する能力を欠いている。ほとんどの受動ＥＯ／ＩＲシステムは、ＤＳ＆Ａ、並びに、ＵＡＶ使用のための地上監視画像形成能力の両方を提供することを意図していた。３つの連続的な傾斜したデジタルカメラ開口が垂直方向及び方位角方向の両方で受信可能範囲を提供するように配列された。好ましい実施例では、ハイブリッドシステムは、３つの赤道錐体形ホーンと、一つの上方４５度傾斜錐体ホーンと、一つの下方４５度傾斜錐体ホーンと（即ち、３６０度の方位角において任意の角度に走査されることが可能な総合して５つのチャンネルクラスターのためのホーン）を利用することができる。これらのホーンは、距離範囲、径方向距離変化率（及びこれによってτ推定値）並びに方位角及び高度の角度を提供するため、ＵＡＶ３６０度機械光学回転式テーブルに一緒に取り付けることができる。本実施例は、高度角度を、方位角の±１１０度と任意の走査角度付近のＦＯＶ受信可能範囲の高度の±１５度とに亘る一定度合いの精度の周りに補間することを可能にしている。
【００４８】
本発明の衝突警報及び回避システムの幾つかの利点が存在している。本発明は、据え付けした胴体取り付けホーンのアレイを利用しており、各ホーンは、総合した受信可能範囲が約４から約７海里の範囲に４πステラジアンまで追加されるように、周囲の体積（一定範囲の方位角角度、高度、飛行機からの径方向距離によって与えられる）の特定のセクターを覆うことを負っている。「シングアラウンド」方法は、比較液安価で小型用途に特有の積分回路（ＡＳＩＣ）の使用を可能にする。「シングアラウンド」方法は、偽警告率を減少させるため延期決定処理に対してビーム当たりに単一のチャンネルを利用する。「シングアラウンド」方法は、急速に接近するターゲットに関する情報速度の対応する急激な増大に影響を与えるためＰＲＦを調整することができる。
【００４９】
一般的な航空機及び大型のＵＡＶで使用するための一例としての実施例は、幾つかの安全及び効率に関する利点を提供する。本発明は、協同的な航空機に関する電子機器の故障（当該故障は、ＡＤＳ−Ｂを利用不可にし、応答機を無用なものにする）の事象のための安全なバックアップを提供する。将来において、空輸分離アシスタンスシステム（ＡＳＡＳ）用途が、ＡＤＳ−Ｂを使用して求められるとき、本発明からの主要な監視は、独立した主要レーダー監視モードを提供することによって、そのような用途の保証を容易にすることができる。本発明は、独立した主要レーダー監視モードを提供し、全ての航空機に対する完全な衝突防止機能を提供し、最良の監視情報を利用可能にすると共に、故障モードに対する保護を提供する。
【００５０】
小型で戦術的なＵＡＶで利用される本発明の衝突回避システムは、障害物を構成するより小さい至近距離の固定ターゲットを検出するためＵＷＢを網羅している。この実施例は、範囲、方位角、及び、接近速度、並びに、オフから側部への距離変化率を提供する。この全ては、「シングアラウンド」設計の使用を通して、高価で重い位相化アレイ構成部品の使用無しに達成される。その結果もたらされたシステムは、軽量（４．５ｋｇ（１０ｌｂ）より軽量）で、低出力パワー（約１０ワット未満）、及び、低コストであると予想される。
【００５１】
海上船で利用される本発明の衝突回避システムは、小さい傷害物及び大きい障害物の両方を検出するため、狭帯域及びＵＷＢの両方を網羅している。これは、豊富な検出面積及び海上船のための保護を提供する。
【００５２】
本発明は、一例としての実施例を参照して説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更をなすことができ、均等物をその構成要素の代わりに置換することができる。更には、多数の変形を、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況又は当該教えにとって重要なものに適合させるようになすことができる。従って、本発明は、本発明を実行するためのベストモードとみなされるものとして開示された特定の実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の一例としてのアンテナアレイを有する大型翼付きＵＡＶの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一例としてのアンテナアレイの斜視図である。
【図３】図３は、図２の本発明の一例としてのアンテナアレイの個々のホーンの斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一例としてのアンテナアレイを取り囲むレードームの斜視図である。
【図５】図５は、本発明のシステムのブロック図である。
【図６】図６は、本発明のパッチアンテナアレイを有する、従来の小型戦術航空支援のＵＡＶの側面図である。
【図７】図７は、海上船上に配置された本発明のハイブリッドの頂上斜視図である。
【図１】
2008518844.tif 000003
【図２】
2008518844.tif 000004
【図３】
2008518844.tif 000005
【図４】
2008518844.tif 000006
【図５】
2008518844.tif 000007
【図６】
2008518844.tif 000008
【図７】
2008518844.tif 000009
【国際調査報告】
2008518844.tif 000010