测距系统技术方案

公开了一种测距系统，该测距系统包括：换能器组件；和多通道换能器，所述多通道换能器耦合到所述换能器组件或耦合在所述换能器组件内，并被配置为发射测距波束和/或接收测距回波信号，其中，所述多通道换能器包括根据交错的换能器元件布置而布置的多个换能器元件。换能器元件的交错布置可以改进遥感性能，以产生准确的遥感数据和/或图像。交错的布置还可以减少换能器阵列中使用的换能器元件的数量，这降低了换能器阵列的成本和复杂性。此外，线性换能器阵列中的交错布置还允许二维波束成形。形。形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】测距系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2017年6月2日提交的题为“RANGING SYSTEMSAND METHODS WITH STAGGERED MULTICHANNEL TRANSDUCERS”的美国临时专利申请No.62/514,718的优先权和权益，通过引用的方式将其整体并入本文中。


[0003]本技术的一个或多个实施例总体上涉及测距系统，并且更具体地，例如，涉及用于提供遥感影图像的系统和方法。

技术介绍

[0004]测距系统(例如，雷达、声呐、激光雷达和/或其他遥感系统)通常用于通过生成移动结构周围环境的数据和/或图像(例如，表示对飞机、地面车辆或船只的航行至关重要的地上和/或地下特征的图像)来辅助导航。常规的测距系统通常包括被配置为向用户提供遥感图像的显示器。
[0005]传统上，较高质量的遥感图像与相对较大且笨重的换能器组件联系在一起。装有这种组件的测距系统通常很昂贵，并且不能与大部分非商业船只一起使用。与此同时，消费者的市场压力和对便利性的需求要求用户系统更小、更易于使用，且该用户系统具有更多功能并产生更高质量的图像。因此，需要一种改进的换能器组件，以特别是在提供相对高质量的增强的传感数据和/或图像的情况下，提供紧凑但功能丰富且灵活使用的测距系统。

技术实现思路

[0006]公开了用于一种系统和方法的技术，该系统和方法用于提供用于遥感的精确且紧凑的测距系统。特别地，测距系统可以包括交错的多通道换能器，该交错的多通道换能器具有以交错的图案布置的多个发射和/或接收换能器元件。该交错的图案允许在无需完整的二维换能器阵列的情况下，使线性阵列执行二维波束成形，因此减少了提供相应的三维图像所需的换能器元件的数量。此外，发射器和接收器阵列中不同交错的图案的组合可用于减少通常与相对稀疏或间隔较大的换能器阵列布置相关的光栅波瓣和/ 或其他有害影响。
[0007]在一个实施例中，一种测距系统包括：换能器组件；和多通道换能器，所述多通道换能器耦合到所述换能器组件或耦合在所述换能器组件内，并被配置为发射测距波束和/或接收测距回波信号，其中，所述多通道换能器包括根据交错的换能器元件布置而布置的多个换能器元件。
[0008]优选地，所述交错的换能器元件布置包括横向交错的换能器元件布置。
[0009]优选地，所述交错的换能器元件布置包括纵向交错的换能器元件布置。
[0010]优选地，所述多通道换能器包括混合换能器元件布置；所述多个换能器元件包括第一多个接收器换能器元件；以及所述多通道换能器包括布置成一维线性阵列的第二多个发射器换能器元件。
[0011]优选地，所述多个换能器元件包括根据所述交错的换能器元件布置而布置的一个或多个组合的发射器和接收器换能器元件。
[0012]优选地，所述交错的换能器元件布置包括横向交错且左右对称的换能器元件布置，其中，每个横向偏移的换能器元件的横向偏移距离大约为0.25 或0.5个工作波长或在大约0.2个工作波长和1.5个工作波长之间。
[0013]优选地，所述交错的换能器元件布置包括纵向交错且左右对称的换能器元件布置，其中，纵向相邻的换能器元件之间的纵向间隔在大约1个工作波长和5个工作波长之间。
[0014]优选地，所述交错的换能器元件布置包括横向交错的换能器元件布置，所述多通道换能器包括多个子阵列，每个子阵列包括多个换能器元件的子集；以及所述多个子阵列根据横向交错的换能器元件布置而横向交错。
[0015]优选地，所述测距系统包括雷达系统、声纳系统或激光雷达系统。
[0016]优选地，所述交错的换能器元件布置被配置为减少通过所述多通道换能器接收的测距回波信号中的光栅波瓣。
[0017]优选地，所述多通道换能器被布置成弯曲阵列和/或一个或多个平面阵列。
[0018]在一个实施例中，测距系统可以包括在第一方向上延伸并且被配置为执行遥感的换能器阵列。换能器阵列可以包括以交错的图案布置的换能器元件，其中，一个或多个换能器元件在垂直于第一方向的第二方向上与其他换能器元件偏移。
[0019]在另一实施例中，一种方法可以包括：通过测距系统的交错的多通道换能器接收回波信号，至少部分地基于所述回波信号，形成一个或多个信号回波；以及至少部分地基于所述信号回波生成遥感图像数据。
[0020]在又一个实施例中，一种方法可以包括：提供多通道换能器基板；以以交错的图案将换能器元件放置在多通道换能器基板上；以所述交错的图案将所述换能器元件固定到所述多通道换能器基板上；以及向所述换能器元件提供连接。
[0021]本技术的范围由权利要求限定，通过引用的方式将权利要求并入到本部分。通过考虑以下对一个或多个实施例的详细描述，本领域技术人员将更全面地理解本技术的实施例以及实现本技术的附加优点。将参考首先将简要描述的附图。
附图说明
[0022]图1A示出了根据本公开的实施例的测距系统的框图。
[0023]图1B示出了根据本公开的实施例的测距系统的示意图。
[0024]图2A示出了根据本公开的实施例的测距系统的示意图。
[0025]图2B示出了根据本公开的实施例的测距系统发射器的示意图。
[0026]图3示出了根据本公开的实施例的测距系统的示意图。
[0027]图4A-B示出了表格，该表格示出了根据本公开的实施例的与用于测距系统的多通道换能器的不同换能器元件布置相关的模拟的方向性响应。
[0028]图5A-5C示出了根据本公开实施例的采用各种换能器元件布置的多通道换能器。
[0029]图6示出了根据本公开实施例的用于操作采用交错多通道换能器的测距系统的各种操作的流程图。
[0030]图7示出了根据本公开实施例的组装或制造用于多通道测距系统的交错多通道换
能器的各种操作的流程图。
[0031]通过参考下面的详细描述，将最好地理解本技术的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识在一个或多个附图中示出的相同的元件。
具体实施方式
[0032]根据本公开的各种实施例，测距系统和方法可以有利地包括换能器元件以交错图案布置的交错的多通道换能器。本公开的实施例可以在减少换能器阵列中的换能器元件的数量的同时可靠地生成高质量的图像，这减少了与波束成形电子设备和处理资源相关的系统成本。此外，具有根据交错图案布置的元件的线性阵列使得可以二维波束成形和成像/感测。这样的实施例实现了提高性能、节省成本，并且减少了测距传感器系统中使用的换能器阵列的复杂性和尺寸。
[0033]图1A示出了根据本公开实施例的检测和测距系统100的框图。在各种实施例中，如本文所述，系统100可以被配置为使用声呐系统110、雷达系统160和/或其他类型的测距系统来检测目标和/或确定到目标的范围。就这一点而言，声呐系统110和/或雷达系统160可以被配置为向目标发射测距系统信号(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测距系统，所述测距系统包括：换能器组件；和多通道换能器，所述多通道换能器耦合到所述换能器组件或耦合在所述换能器组件内，并被配置为发射测距波束和/或接收测距回波信号，其特征在于，所述多通道换能器包括根据交错的换能器元件布置而布置的多个换能器元件。2.根据权利要求1所述的测距系统，其特征在于：所述交错的换能器元件布置包括横向交错的换能器元件布置。3.根据权利要求1所述的测距系统，其特征在于：所述交错的换能器元件布置包括纵向交错的换能器元件布置。4.根据权利要求1所述的测距系统，其特征在于：所述多通道换能器包括混合换能器元件布置；所述多个换能器元件包括第一多个接收器换能器元件；以及所述多通道换能器包括布置成一维线性阵列的第二多个发射器换能器元件。5.根据权利要求1所述的测距系统，其特征在于：所述多个换能器元件包括根据所述交错的换能器元件布置而布置的一个或多个组合的发射器和接收器换能器元件。6.根据权利要求1所述的测距系统，其特征在于：所述交错的换能器元件布置包括横向交错且左右对称的换能器元件布置，其中，每个横向偏移的换能器元件的横向偏移距离为0.25或0....

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：菲力尔系统公司，
类型：新型
国别省市：