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CN110579741A - 使用飞行器反射雷达的系统和方法 - Google Patents

使用飞行器反射雷达的系统和方法 Download PDF

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CN110579741A
CN110579741A CN201910388126.3A CN201910388126A CN110579741A CN 110579741 A CN110579741 A CN 110579741A CN 201910388126 A CN201910388126 A CN 201910388126A CN 110579741 A CN110579741 A CN 110579741A
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unmanned aerial
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J·W·蔡
B·阿布拉姆夫
J·D·帕杜阿诺
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Aurora Flight Sciences Corp
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Abstract

本发明涉及使用飞行器反射雷达的系统和方法，提供了扫描雷达反射器系统、方法和装置；尤其更具体地说，涉及通过装备在无人驾驶航空交通工具上的雷达反射器扫描和反射由航空交通工具机载的雷达发射器发射的雷达波束的系统、方法和装置。雷达反射系统可包括一个或多个无人驾驶航空交通工具，其配备有一个或多个轴万向接头，雷达反射器安装在该轴万向接头上。用户可以定位无人驾驶航空交通工具和雷达反射器以瞄准特定区域以便进行雷达扫描。

Description

使用飞行器反射雷达的系统和方法
技术领域
本公开涉及航空交通工具和航空雷达反射系统、方法和装置领域，尤其更具体地涉及使用辅助飞行器扫描和反射来自主要飞行器的雷达波束的系统、方法和装置。
背景技术
飞行器技术，包括有人驾驶和无人驾驶航空交通工具(“UAV”)技术，是涉及情报、监视、侦察和有效载荷交付的任务概况的宝贵工具。
为了规避敌方雷达，有人驾驶和无人驾驶航空交通工具通常使用贴地飞行导航操作，这是指军用飞行器在高威胁环境中用于避免敌人探测和攻击的极低空飞行航线。在贴地飞行导航期间，地理特征被飞行器用作掩护。例如，飞行器可以通过在山谷和地形褶曲中飞行而不是在其上飞行来利用山谷和褶曲。
目前，航空交通工具飞行员必须通过退出贴地飞行导航来暴露自己，以便使用雷达和可能需要的其他传感器以发射武器。然而，离开贴地飞行模式使得航空交通工具很容易被敌方雷达系统探测到。当飞行器是有人驾驶航空交通工具时，即人的生命也处于危险之中时，这尤其令人担忧。
因此，需要一种系统，该系统使得有人驾驶或无人驾驶航空交通工具能够在不离开贴地飞行导航模式的情况下使用其雷达和用于雷达跟踪的传感器。
发明内容
本公开涉及扫描雷达反射器系统、方法和装置；甚至更具体地说，涉及通过位于无人驾驶航空交通工具(辅助飞行器)上的雷达反射器扫描和反射由航空交通工具(主要飞行器)上的雷达发射器发射的雷达波束的系统、方法和装置。例如，雷达反射系统可以包括一个或多个无人驾驶航空交通工具，其配备有一个或多个轴万向接头，雷达反射器安装在轴万向接头上。如将讨论的，用户可以将无人驾驶航空交通工具和雷达反射器定位成瞄准特定区域或对象以进行雷达扫描。作为说明而非限制，扫描雷达反射器系统可以由使用贴地飞行导航的有人驾驶航空交通工具部署，以在不必离开贴地飞行导航的情况下实现目标对象的雷达锁定。
根据第一方面，一种用于锁定目标区域中的目标对象的航空系统包括：第一飞行器，其配备有第一雷达系统和第一通信系统，其中主雷达系统包括配置成输出雷达波束的雷达发射器；第二飞行器，其配备有第二雷达系统和第二通信系统，其中第二雷达系统包括雷达反射器，该雷达反射器被配置为将雷达波束从雷达发射器反射到目标区域，其中第二通信系统被配置为与第一通信系统进行双向通信；以及可操作地与第一通信系统耦连的用户界面，其中用户界面被配置为从用户接收输入以控制第二飞行器的操作以将雷达波束从雷达发射器反射到目标区域中的目标对象。
在某些方面，用户界面使用户能够将第二飞行器导航到期望的位置和方位，其中期望的位置和方位以将雷达波束反射到目标对象的方式布置第二飞行器。
在某些方面，期望的位置和方位是比第一飞行器更高的高度。
在某些方面，雷达反射器经由万向接头耦连到第二飞行器。
在某些方面，第二雷达系统被配置为调制雷达波束的频率以实现多普勒欺骗(Doppler spoofing)。
在某些方面，第一飞行器是有人驾驶航空交通工具，而第二飞行器是无人驾驶航空交通工具。
在某些方面，第一飞行器是直升机。
在某些方面，第一飞行器是固定翼飞行器。
在某些方面，用户界面位于第一飞行器上。
在某些方面，第一飞行器包括瞄准系统，以从雷达发射器接收目标对象的位置信息，从而实现目标对象的雷达锁定。
在某些方面，第一飞行器还包括产生LIDAR波束的LIDAR发射器，并且第二飞行器包括将LIDAR波束从LIDAR发射器反射到目标区域的LIDAR反射器。
根据第二方面，一种无人驾驶航空交通工具(UAV)包括：通信系统，其用于经由收发器与主飞行器进行双向通信，其中UAV被配置为从主飞行器接收控制信号；处理器，其被配置为与收发器进行双向通信；安装在UAV上的万向接头，其中万向接头配置成绕至少两个轴旋转；万向接头控制器，其被配置为响应于来自处理器的控制信号控制万向接头的移动；和具有雷达反射器的雷达系统，其中雷达反射器耦连到双轴万向接头的第二端，并且其中雷达反射器被配置为将来自位于主飞行器上的雷达发射器的雷达波束反射到目标区域。
在某些方面，来自主飞行器的控制信号被配置为规定UAV的飞行路径和万向接头的方位。
在某些方面，雷达系统被配置为调制雷达波束的频率以实现多普勒欺骗。
在某些方面，主飞行器是有人驾驶航空交通工具。
在某些方面，主飞行器与用户界面相关联以控制UAV的操作，其中至少部分地基于来自用户界面处的用户的输入来生成控制信号。
在某些方面，UAV还包括LIDAR反射器，其中LIDAR反射器被配置为将来自主飞行器的LIDAR发射器的LIDAR波束反射到目标区域。
根据第三方面，一种使用无人驾驶飞行器瞄准来自有人驾驶航空交通工具的对象的方法包括：将无人驾驶飞行器部署到比有人驾驶航空交通工具更高的高度，其中无人驾驶飞行器包括通过万向接头耦连到无人驾驶航空交通工具的雷达反射器；在有人驾驶飞行器和无人驾驶飞行器之间建立通信链路；通过用户界面和通信链路控制无人驾驶飞行器的位置和耦连到万向接头的雷达反射器的方位；以及将雷达波束从耦连到载人航空交通工具的雷达发射器发射到雷达反射器，其中雷达反射器配置成反射雷达波束。
在某些方面，该方法还包括：将第二无人驾驶飞行器部署到比有人驾驶航空交通工具更高的高度，其中第二无人驾驶飞行器包括经由第二万向接头耦连到第二无人驾驶飞行器的第二雷达反射器，其中第二无人驾驶飞行器被部署到与第一无人驾驶飞行器不同的位置；在有人驾驶飞行器和第二无人驾驶飞行器之间建立第二通信链路；通过用户界面和第二通信链路控制第二无人驾驶飞行器的位置和耦连到第二万向接头的第二雷达反射器的方位；以及将第二雷达波束从耦连到有人驾驶航空交通工具的雷达发射器发射到第二雷达反射器，其中第二雷达反射器配置成反射第二雷达波束。
在某些方面，雷达反射器被配置为将雷达波束反射到经由用户界面选择的第一目标区域，并且第二雷达反射器被配置为将第二雷达波束反射到经由用户界面选择的第二目标区域。
在某些方面，该方法还包括确定第三方是否已探测到从雷达发射器发射的雷达波束的步骤。
在某些方面，该方法还包括调制雷达波束的步骤。
在某些方面，该方法还包括以下步骤：在雷达发射器处接收从扫描的区域反射回的雷达波束；并使用反射的雷达波束确定目标对象的位置。
在某些方面，该方法还包括获取目标对象的雷达锁定。
附图说明
本文描述的设备、系统和方法的前述和其他目的、特征和优点将从对其特定实施例的以下描述中变得显而易见，如附图中所示，其中相同的附图标记表示相同的结构。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本文所述的设备、系统和方法的原理上。
图1示出了在有人驾驶航空交通工具作为主要飞行器的环境中部署的示例性雷达反射系统。
图2示出了雷达反射系统的示例的框图。
图3示出了用于操作雷达反射系统和控制辅助飞行器的方法的示例的框图。
图4a示出了示例性辅助飞行器。
图4b和图4c示出了耦连到辅助飞行器的万向接头的示例性雷达反射器。
图5示出了操作员可用于控制雷达反射系统的图形用户界面的示例。
具体实施方式
下面将参考附图描述本公开的优选实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，而是重点在于清楚地说明本实施例的原理。例如，为了清楚和方便地描述，可放大元件的尺寸。此外，在任何可能的地方，在整个附图中使用相同的附图标记来表示实施例的相同或相似的元件。在以下描述中，没有详细描述公知的功能或构造，因为它们可能以不必要的细节模糊本公开。说明书中的语言不应被解释为表示任何未要求保护的元件对于实施例的实践是必不可少的。
除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的引用并非旨在限制，而是单独地指代落入该范围内的任何值和所有值，并且在该范围内的每个单独的值被并入说明书中，如同其被单独引用一样。当伴随数值时，词语“约”、“近似”等等应被解释为表示本领域普通技术人员所理解的偏差以令人满意地操作以用于预期目的。值的范围和/或数值在本文中仅作为示例提供，并且不构成对所描述的实施例的范围的限制。这里提供的任何示例或示例性语言(“例如”，“诸如”等)的使用仅旨在更好地说明实施例，而不是对实施例的范围构成限制。说明书中的语言不应被解释为表示任何未要求保护的元件对于实施例的实践是必不可少的。
在以下描述中，应理解诸如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“侧面”、“前面”、“正面”、“后面”等术语是简便的词语，而不应被解释为限制性术语。本文提供的各种数据值(例如，电压、秒等)可以用一个或多个其他预定数据值代替，并因此，不应视为限制性的，而是示例性的。对于本公开，以下术语和定义将适用。
当用于修改或描述值(或值的范围)时，术语“约”和“近似”意味着合理地接近该值或值的范围。因此，这里描述的实施例不仅限于所列举的值和值的范围，而是应该包括合理可行的偏差。
术语“航空交通工具”和“飞行器”可互换使用，并且是指能够飞行的机器，包括但不限于，传统跑道飞行器和垂直起飞和降落(“VTOL”)飞行器，并且还包括有人驾驶和无人驾驶航空交通工具(“UAV”)。VTOL飞行器可包括固定翼飞行器(例如，Harrier喷气式飞行器)、旋翼飞行器(例如直升机)和/或倾斜旋翼/倾斜翼飞行器。
术语“和/或”表示由“和/或”连接的列表中的项的任何一个或多个项。作为示例，“x和/或y”表示三元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任意元素。换句话说，“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例，“x，y和/或z”表示七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任意元素。换句话说，“x，y和/或z”表示“x，y和z中的一个或多个”。
术语“通信”和“传送”是指(1)将数据从源发射或以其他方式传输到目的地，和/或(2)将数据递送到通信介质、系统、信道、网络、设备、电线、电缆、光纤、电路和/或链路以被传送到目的地。
如本文所使用的，每当电路或设备包括必要的硬件和代码(如果有必要)来执行功能时，不管功能的执行是被禁用还是不被启用(例如，通过用户可配置的设置，工厂调整等)，电路或设备都“可操作”以执行功能。
术语“示例性”意味着用作非限制性示例、实例或说明。术语“诸如”和“例如”引出一个或多个非限制性示例、实例或说明的列表。
术语“处理器”表示处理设备、装置、程序、电路、部件、系统和子系统，无论是以硬件和/或有形实施的软件实现，以及它是否是可编程的。这里使用的术语“处理器”包括但不限于，一个或多个计算设备、硬连线电路、信号修改设备和系统、用于控制系统的设备和机器，中央处理单元、可编程设备和系统、现场可编程门阵列、专用集成电路、片上系统、包括分立元件和/或电路的系统、状态机、虚拟机、数据处理器、处理设施以及任何前述的组合。处理器可以是例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、专用集成电路(ASIC)。处理器可以耦连到存储器设备或与存储器设备集成。
无线电探测与测距(雷达)使用无线电波来确定目标区域内目标对象的范围、角度和/或速度。示例目标对象尤其可以包括飞行器、船舶、航天器、导弹、机动车辆、天气形成、地面结构和地形。雷达系统通常包括用于产生雷达波束的发射器、一个或多个天线、接收器和用于确定一个或多个目标对象的属性的处理器。雷达波束通常由电磁波(例如，无线电或微波域，例如脉冲或连续射频(RF)能量)组成。在某些方面，单个天线可用于发射和接收雷达波束。
在操作中，雷达波束由发射器发射到目标区域并从诸如目标对象的对象反射。换句话说，来自发射器的一小部分雷达波束反射离开目标对象并返回到接收器(也称为返回能量或返回雷达波束)，从而提供有关目标对象的范围、角度和/或速度的信息。这种返回的能量有时也被称为回声。例如，获得距离测量的一种方法基于飞行时间，其中雷达发射机将雷达波束发射为短脉冲无线电信号(电磁辐射)并测量反射返回所需的时间。另一种形式的距离测量雷达基于频率调制。例如，通过测量返回信号的频率并将其与原始信号进行比较，可以容易地测量差异。雷达系统还可以采用脉冲多普勒信号处理，这是一种雷达性能增强策略，其允许探测靠近大的慢速移动对象的小的高速对象。
雷达系统可以被配置为实时地或几乎实时地自动跟随(例如，“跟踪”)所选择的目标对象——通常称为雷达锁定的过程。例如，可以基于雷达返回信号中的振幅调制信息来实现用于对象的雷达锁定的示例技术；然而，用于实现对象的雷达锁定的其他方法在本领域中也是已知的并且是预期的。类似于雷达的其他系统利用电磁频谱的其他部分。一个示例是光探测和测距(LIDAR)，其使用主要具有来自激光的红外光而不是无线电波的LIDAR波束。
可以理解，雷达(和LIDAR)波束的到达范围是有限的。例如，雷达波束通常需要基本无阻碍的笔直的视线。雷达波束可以被阻挡(例如，被天气或阴影阻挡)和/或受到来自其他飞行器或来自地面对象的反射的干扰，从而降低了可用性。雷达地平线指的是雷达波束充分上升到地球表面上方以至无法探测到低水平的目标对象的距离。雷达地平线与低海拔性能区域相关联，并且其几何形状取决于地形、雷达高度和信号处理。雷达地平线与雷达阴影、杂波区和清晰区的概念相关联。
飞行器可以通过使用一种称为贴地飞行导航或贴地飞行的飞行技术以利用雷达阴影区和杂波区来避免雷达探测。虽然贴地飞行导航使飞行器能够减轻第三方雷达的探测，但是贴地飞行导航使飞行器在执行贴地飞行导航的同时使用自己的雷达的能力变得复杂。因此，雷达系统的一个问题是飞行器通常必须通过退出贴地飞行导航来暴露自己，以便使用其雷达和例如在发射武器时可能需要的(或以其他方式有用的)其他传感器。
雷达系统的另一个问题是第三方可以使用探测到的雷达波束来确定正产生探测到的雷达波束的雷达发射器的方向。例如，第三方(例如，敌方飞行器)可以使用收听设备来探测从飞行器发射的雷达波束以确定飞行器的位置。这种技术有时被称为无线电测向。为了减轻无线电测向作用，飞行器可以采用电子对抗手段来欺骗雷达，例如雷达干扰和伪装。
雷达干扰和伪装发射射频信号，以通过使用噪声或虚假信息使雷达的接收器饱和来干扰雷达的操作。两种类型的雷达干扰包括机械干扰和电子干扰。机械干扰可以通过使用将雷达能量反射或重新反射回雷达以在操作员的范围上产生错误的目标返回的设备(例如，箔条(chaff)、角反射器和诱饵)来完成。电子干扰可以通过向敌人的雷达辐射干扰信号，从而以高度集中的能量信号阻挡接收器来完成。电子干扰可以采用例如噪声技术(例如，点、扫描和阻塞)和中继器技术。
尽管取得了各种进步，但仍需要一种雷达系统，该系统能够使飞行器在不离开贴地飞行导航的情况下使用其雷达或LIDAR，(如本案所述)同时还能提供欺骗雷达频率以隐蔽飞行器的位置和速度的能力。为了解决这种需要，本文公开了一种先进的系统，该系统降低了在使用贴地飞行导航飞行的同时与导航和发射射弹相关的风险。更具体地，雷达反射系统使得主要飞行器(例如，有人驾驶航空交通工具)能够使用例如雷达设备和用于跟踪和/或射弹传递的其他传感器，而不需要主要飞行器退出贴地飞行导航。具体地，雷达反射系统向主要飞行器提供硬件和软件架构，其利用通过辅助飞行器(例如，较小的、低成本的、无人驾驶航空交通工具)来进行雷达反射与扫描的新颖的方法。例如，雷达反射系统可以采用耦连到一个或多个辅助飞行器的一个或多个雷达波束反射器，以反射从以贴地飞行导航操作的主要飞行器发射的雷达波束。
如将要解释的，雷达反射系统可以通过几乎任何飞行器实施，无论是主要飞行器还是辅助飞行器，包括配置有人类飞行员、自动驾驶仪、远程飞行员和/或另一自动飞行控制系统的飞行器。此外，来自主要飞行器的雷达频率可被辅助飞行器欺骗，以阻止第三方的跟踪。例如，如果地面操作员已经探测到雷达波束，则辅助飞行器可以隐蔽主要飞行器的真实位置和速度。
图1示出了被配置为在室外环境中瞄准目标对象110的示例性雷达反射系统100。反射系统100通常包括主要飞行器101(例如，有人驾驶航空交通工具，例如所示的直升机、固定翼飞行器等)和一个或多个辅助飞行器103(例如，无人驾驶多旋翼飞行器，例如所示的多旋翼VTOL飞行器)。主要飞行器101可以配备有主雷达系统102，主雷达系统102被配置为获取对目标对象110的雷达锁定。主要飞行器101还可以被配置为具有接口/界面以用于通信和控制一个或多个辅助飞行器103。
在图示的贴地飞行导航路径105中，目标对象110位于障碍物106(例如，人造结构(例如建筑物)以及地理特征(例如树木、山脉、山谷等))的后面，障碍物106阻挡了主要飞行器101(例如，其主雷达系统102)与目标对象110之间的视线路径111。因此，障碍物106防止目标对象110处的敌人探测具有主雷达系统102的主要飞行器101；然而，障碍物106还阻止装配在主要飞行器101上的主雷达系统102探测并锁定到目标对象110上。
为了绕过障碍物106，雷达反射系统100可以采用分布式雷达硬件和软件架构，其将扫描机构与雷达电子设备分离，以通过一个或多个辅助飞行器103将雷达波束107从主要飞行器101(例如，主雷达系统102)重定向到目标对象110。雷达反射系统100有效地将雷达发射器与雷达反射器解耦连，这种布置使得主要飞行器101能够在主要飞行器101保持贴地飞行导航的同时经由辅助飞行器103瞄准目标对象110。
如图所示，辅助飞行器103在比主要飞行器101更高的高度(在贴地飞行之外)飞行，从而实际上作为主要飞行器101的伙伴运转，从而实现更大的任务能力。在这种布置中，主要飞行器用作各种辅助飞行器的主控操作，每个辅助飞行器用作从属装置(例如，主-从布置)。因此，主要飞行器101或航空交通工具可以被称为“主飞行器”。例如，一个或多个辅助飞行器103可以部署在贴地飞行路径105上方以用作主要飞行器101的雷达中继器。换句话说，主飞行器101使用一个或多个辅助飞行器103作为雷达中继器，使得主飞行器101可以保持飞行路径105处于贴地飞行。
作为说明，辅助飞行器103中的每一个可以配备有UAV有效载荷109，其尤其具有辅助雷达系统104和通信系统108。UAV有效载荷109与辅助飞行器103的其他飞行器系统接合以允许与主要飞行器101相关联的操作员(例如，飞行员、副驾驶员或其他机组成员)探测和控制辅助飞行器103的整体操作。每个辅助雷达系统104均定位在辅助飞行器103上，同时雷达发射器203(例如，主雷达系统102的一部分)定位在主要飞行器101上，主要飞行器101通常由人类操作员操作。因此，每个雷达波束反射器和主雷达发射器彼此解耦连并且是空中移动的。
辅助飞行器103的辅助雷达系统104可以进一步配备有发射器，发射器可以由主要飞行器101用于定位辅助飞行器103。辅助雷达系统104可以由位于主要飞行器101(例如，主雷达系统102的一部分)上的雷达发射器扫描。然后，辅助雷达系统104可以将从主雷达系统102发射的雷达波束107反射到目标区域以识别目标对象110。例如，来自主要飞行器101的操作员可以控制辅助飞行器103的位置/航向以及远程操作辅助雷达系统104。在操作中，主要飞行器101可以定位一个或多个辅助飞行器103并与其双向通信，以有效地操纵来自主要飞行器101的雷达波束107并经由一个或多个雷达波束反射器(例如，辅助雷达系统104的一部分，如将关于图2描述的)将雷达波束107导向到指定方向(例如，朝向目标对象110)。
因此，使用一个或多个辅助飞行器103，主要飞行器101可以获得目标对象110的雷达锁定，而无需通过离开贴地飞行导航路径105而暴露自身。换言之，辅助飞行器103可以被发射并代替主要飞行器101在贴地飞行之外以更高的高度飞行，以允许主要飞行器101发射武器而无需在贴地飞行期间暴露自身。
可调节雷达波束反射器可以被配置为在辅助飞行器103上扫描，这允许在主要飞行器101位于障碍物106后面时获得目标对象110的雷达锁定。例如，辅助飞行器103运转以通过辅助雷达系统104反射和扫描从主要飞行器101发射的雷达波束107，从而探测并锁定到目标对象110。辅助飞行器103还可以使用一个或多个可调节雷达反射器233扫描和反射来自主要飞行器101的雷达波束107。因此，辅助飞行器103促进了空对空雷达通信以将雷达波束107重定向到目标对象110，由于主要飞行器101以贴地飞行导航运转，所以不可能通过视线观察到该操作。
主雷达系统102可包括例如有源电子扫描阵列、无源电子扫描阵列、超材料、电子扫描阵列雷达、气象雷达或海洋雷达。为了便于与较小的主要飞行器101一起使用，雷达传感器优选地是紧凑的、重量轻的并且成本低。主雷达系统102尤其可以采用超材料电子扫描阵列(MESA)雷达和Lynx雷达。作为说明，主要飞行器101上的主雷达系统102可用于定位辅助飞行器103，辅助飞行器103包括可被扫描的辅助雷达系统104。为了提供更大的覆盖范围，主雷达系统102(或其一部分)可以配置成使用机械旋转的基础结构旋转。例如，机械旋转的基础结构可以通过驱动轴与主雷达系统102耦连，以提供机械旋转的雷达系统，从而围绕飞行器以径向模式扫描空域。旋转主雷达系统102可以提供关于航空交通工具的全360°覆盖范围和预定的方位角视场，例如15°至40°方位角视场。主雷达系统102或其一部分可以以预定的旋转速度连续旋转，例如20转/分钟至80转/分钟(RPM)，更优选地40RPM至60RPM，最优选地48RPM(例如，0.8Hz)。
主雷达系统102可以容纳在圆顶或其他结构中以保护雷达装备。圆顶的几何形状可以是空气动力学的，以减轻在空气中行进时的阻力。圆顶优选地由对无线电波和/或LIDAR光传输透明的材料制成，并且防止污染物(例如，冰、冻雨、灰尘、碎片等)直接积聚在雷达装备上，例如雷达天线表面。在旋转/转动雷达碟形天线的情况下，圆顶还保护天线免受由于风引起的碎屑和旋转不规则性。可以选择辅助雷达系统104以将雷达波束107从主要飞行器101聚焦到相距特定距离处的目标对象110。例如，距离主要飞行器小于1千米的辅助雷达系统可以聚焦距离10千米的目标对象。
UAV有效载荷109或其一部分可以耦连到辅助飞行器103或与辅助飞行器103集成。例如，UAV有效载荷109(或其一部分，例如辅助雷达系统104)可以通过万向接头(例如，双轴万向接头)耦连到辅助飞行器103，这允许雷达反射器的旋转；从而实现扫描功能，以使得瞄准特定区域。
为了解决无线电测向，雷达反射系统100可另外探测第三方雷达监听器并用辅助雷达系统104欺骗雷达频率。通常，可通过查看返回的电磁频谱来探测第三方监听器。电磁频谱中的任何显著吸收可用于指示具有监听器的可能性。当吸收特别是定向的和/或带宽受限时，这将更加明显。在操作中，一旦探测到潜在的第三方监听器，辅助雷达系统104就调制雷达波束107的频率以提供多普勒频率和啁啾欺骗能力。这掩盖了主要飞行器101距第三方监听器的真实位置和速度。因此，由于辅助飞行器103扫描雷达反射器和雷达频率的能力，雷达反射系统100可用于隐蔽主要飞行器101的真实位置和速度。作为说明，主要飞行器101上的主雷达系统102可以指向辅助飞行器103。辅助飞行器103的辅助雷达系统104可以采用使波长失谐并将雷达波束107反射到目标对象110的机构。通过万向接头，辅助雷达系统104然后可以将雷达能量扫描/导向到感兴趣的位置(例如，目标对象110)，同时主要飞行器101保持贴地飞行。
虽然被说明为直升机，但主要飞行器101也可以是另一种形式的旋翼飞行器或固定翼飞行器，无论是否是VTOL。辅助飞行器103优选地足够小，使得多个辅助飞行器103可以从单个主要飞行器101发射与其协同。在某些方面，辅助飞行器103可以被容纳在主要飞行器101内(例如，在有效载荷舱内)，并且当需要用于雷达中继操作时从主要飞行器101部署。一旦操作完成，辅助飞行器103可以返回主要飞行器101以便储存。
图2示出了示例性雷达反射系统100的框图。主要飞行器101上的操作员可使用UAV控制接口213(例如，通过平板电脑屏幕提供的图形用户界面)探测和控制一个或多个辅助飞行器103(例如，UAV)的位置和航向。UAV控制接口213可以将控制信号发送到通信处理器215，然后通信处理器215以电子方式将信号发送到控制收发器217。控制收发器217然后通过控制天线219将信号发送到辅助飞行器103(例如，作为控制器命令)。辅助飞行器103可以通过连接到UAV收发器225的UAV天线223接收从主要飞行器101发送的控制信号。UAV收发器225然后可以将控制信号转发到UAV处理器227。
辅助飞行器103可以将其位置、方位、航向和其他信息发送给主要飞行器101上的操作员。辅助飞行器103可以包含全球定位系统(GPS)或另一种形式的三维位置跟踪系统以跟踪其自己的位置。UAV处理器227可以将其位置、方位、航向和/或其他信息发送到UAV收发器225，UAV收发器225然后经由UAV天线223发送信息。优选地，在辅助飞行器103和主要飞行器101之间的(即，双向)通信是私密的并受到保护。例如，可以使用一个或多个民用或军用级加密标准(例如军方的高级加密标准(AES)-256加密标准)来加密通信链路。然后，由UAV天线223发送的信息由控制天线219接收并发送到控制收发器217。然后由通信处理器215处理该信息，并且操作员可以使用UAV控制接口213查看该信息。通过使用如上所述的UAV通信系统202，主要飞行器101上的操作员可以控制辅助飞行器103的位置、方位和航向。
主要飞行器101包含具有雷达发射器203和雷达处理器205的主雷达系统102。雷达处理器205可以可操作地连接到瞄准系统207，瞄准系统207可以可操作地连接到发射系统209。操作员可以控制主雷达系统102和/或经由武器系统接口211控制武器系统。当主要飞行器101执行贴地飞行导航时，如上所述，障碍物106可以定位在主要飞行器101和目标对象110之间。因此，雷达发射器不具有到目标对象的直接视线，并且然后目标对象110可能在主雷达系统102中被遮挡。当目标对象110被遮挡时，瞄准系统207可能不能够锁定目标对象110。
为了克服该问题，主要飞行器101上的操作员然后可以部署辅助飞行器103(或多个辅助飞行器103)，每个辅助飞行器103配备有具有雷达反射器233的辅助雷达系统104。雷达反射器233可以连接到可以移动和定位雷达反射器233的机械设备，例如万向接头，其耦连到辅助飞行器103的主体(例如，机身)。优选地，万向接头是至少两轴万向接头。万向接头使雷达反射器233能够扫描雷达波束107，从而能够瞄准特定区域。万向接头的方位可以响应于来自主要飞行器101上的操作员通过主通信系统201和辅助通信系统202发送信号产生的控制器命令，经由UAV处理器227由万向接头控制器229控制。
雷达发射器203然后可以发出雷达波束107，该雷达波束107被雷达反射器233扫描并反射到目标区域。当雷达波束107经由雷达反射器233朝向目标区域反射时，目标对象110可以被主要飞行器101上的主雷达系统102发现。当目标对象110的位置被雷达发射器接收时，雷达发射器203然后可以将信息发送到雷达处理器205。雷达处理器205然后可以将信息发送到瞄准系统207。然后可以在主要飞行器101不退出其贴地飞行导航的情况下实现目标对象110的雷达锁定。然后可以通过发射系统209将射弹递送到目标对象110，同时贴地飞行的主要飞行器101在第三方雷达中被安全地遮挡。
另外，UAV处理器227或雷达处理器205可以探测到地面操作员或其他第三方已经探测到由雷达发射器203发射的雷达波束107。雷达波束107可以由雷达反射器233和雷达调制器331调制，当探测到第三方监听器时，雷达反射器233和雷达调制器331可以启用多普勒和啁啾欺骗。通过将雷达信号与对应于适当速度的频率分量混合，可以实现多普勒调制。可以通过改变横跨雷达反射器和调制器的不同频率的传输特性来调制啁啾。
在某些方面，除了雷达发射器203之外或代替雷达发射器203的是，主要飞行器101和辅助飞行器103可以配备有其他传感器系统204，例如光学发射器和/或接收器。例如，辅助雷达系统104可以被配置为除雷达之外或代替雷达扫描和反射LIDAR。LIDAR是一种勘测方法，其通过用脉冲激光照射该目标，并用传感器测量反射脉冲来测量到目标的距离。LIDAR类似于雷达，除了它使用光波而不是无线电波以外。
在另一方面，光学发射器和/或接收器可以包括主要飞行器101上机载的摄像机。例如，用户可以以这样的方式定位辅助飞行器103和反射器，使得反射器从用户选择的区域反射的光被扫描到摄像机。
反射器可以配置为反射光学图像或红外辐射。因此，在一些方面，摄像机可以是红外摄像机。红外摄像机的一个优点是其热成像功能。为了便于与小型飞行器一起使用，红外摄像机，如雷达发射器203，优选地是紧凑的、轻量的和低成本的。虽然描述了红外摄像机，但是除了红外摄像机之外或代替红外摄像机的是，可以类似地使用其他光学传感器，尤其包括紫外线、可见光、近红外光、短波红外、中波红外、长波红外(LWIR)、辐射热测量计、电光摄像机、LED投影、结构光、多视图重建等。
图3示出了用于在贴地飞行导航中运转的同时实现目标对象110的雷达锁定的示例方法的流程图300。虽然图3中所示的方法将主要用于主要飞行器101处于贴地飞行导航中时，但是可以预期它也可以在其他时间使用。在步骤301，操作员或自动系统(例如，瞄准系统207)可以在尝试瞄准目标对象110之前部署辅助飞行器103。例如，辅助飞行器103可以从主要飞行器101的有效载荷舱(例如，货物区域)或从附近的基站、机场等部署。可替换地，辅助飞行器103可以在开始起飞时伴随主要飞行器101。
在步骤303，操作员或自动系统然后可以确定主要飞行器101上的雷达发射器203是否可以探测目标对象110的位置。如果在步骤303可以探测到目标对象110的位置，则主要飞行器101上的瞄准系统207可以在步骤317确定目标对象110的位置。从步骤317，瞄准系统207然后可以在步骤321实现目标对象110的雷达锁定，并且在步骤323，将有效载荷递送到目标对象110。
如果在步骤303雷达不能探测到目标对象110，例如，因为主要飞行器101和目标对象110之间的地理特征阻挡了雷达波束107，则可以使用在辅助飞行器103上的雷达反射器233来探测目标对象110的位置。然后，在步骤305，主要飞行器101可以与辅助飞行器103建立通信。操作员可以具有用作武器系统界面211和UAV控制界面213的图形用户界面，其可以在电子平板电脑上提供应用以允许操作员与辅助飞行器103(及其部件/有效载荷)通信并控制该辅助飞行器103。
虽然预期操作员在主要飞行器101上，但是也可以预期辅助飞行器103可以由操作员从不同位置控制，例如从发射主要飞行器101的地面基地控制。还可预期到保持雷达发射器203的航空交通工具可以是无人驾驶的。
在步骤307，操作员可以将辅助飞行器103引导到可以观察到主要飞行器101和目标对象110两者的位置(例如，更高的高度)。在步骤309，操作员然后可以通过调节将雷达反射器233安装在辅助飞行器103上的万向接头(通过万向接头控制器229)来控制辅助飞行器103上的雷达反射器233的方位。在本公开的一个方面中，万向接头可以绕两个轴旋转，这使得雷达扫描能够实现特定区域的瞄准。这是值得注意的，因为操作员可以知道目标对象110所在的区域，但可能不知道确切的位置。因此，通过调整万向接头的方位，操作员可以调整雷达反射器233以瞄准特定区域以便雷达扫描，从而定位目标对象110。一旦调整了万向接头，则雷达反射器可以反射雷达波束107并且在步骤311，可以扫描区域以寻找目标对象110。主要飞行器101上的雷达发射器然后可以接收反射的雷达波束107，其可以用于在步骤315确定目标位置。
第三方监听器能够探测雷达波束107，并且从而获知主要飞行器101上的发射器的位置。因此，雷达反射系统100可以在步骤313确定是否有任何第三方监听器试图探测或已经探测到从主要飞行器101发射的雷达波束107。如果雷达反射系统100确定第三方监听器已经探测到雷达波束107，则在步骤319，雷达反射器可以使用例如多普勒频率欺骗调制雷达波束107的频率；否则，该过程继续到步骤317。该欺骗能力隐蔽主要飞行器101的真实位置和速度，从而保护主要飞行器101及其机组人员的安全。
一旦发射器在步骤315接收到反射回的信号，则在步骤317，瞄准信号可以使用雷达信息来确定目标对象110的位置。一旦确定了目标对象110的位置，目标系统207可以在步骤321实现目标对象110的雷达锁定。在步骤323，一旦实现雷达锁定，就可以通过发射系统209准确地将有效载荷递送到目标对象110。
用于雷达反射系统100的合适的辅助飞行器103包括图4a中所示的多旋翼VTOLUAV 400。如图所示，UAV 400通常包括机体401(例如，机身或其他结构)，从机体401径向延伸的多个旋翼吊杆402(例如，纵向吊杆)，起落架405和多个推进器404。UAV 400能够以三维x，y和z进行空中运动。虽然在整个附图中示出了多旋翼VTOL UAV，但是本公开的教导可以类似地应用于其他飞行器，包括固定翼飞行器。
机体401可以与多个旋翼吊杆402中的每一个的近端耦连，使得多个旋翼吊杆402的远端从机体401径向延伸。机体401和多个旋翼吊杆402可以制造为单个单元，或作为彼此耦连的分离部件。多个旋翼吊杆402中的每一个的远端可以与推进器404耦连，推进器404中的每一个被示为升力马达404a，其耦连到螺旋桨404b并且配置成驱动/旋转螺旋桨404b。所述多个推进器404中的每一个可以放置在旋翼吊杆402的远端处并且取向成向下引导推力(方向A)以提供升力。升力马达404a可以是通过电子速度控制器(ESC)403控制的电动马达。为此，ESC 403也可以设置在每个旋翼吊杆402上(或与其集成)，例如，邻近升力马达404a。ESC 403可以与UAV处理器227可操作地耦连，UAV处理器227用作飞行控制系统。在某些方面，UAV 400可采用混合电动推进系统，其中湿燃料发动机驱动一个或多个发电机以在运转期间提供动力。虽然UAV 400被示为具有八个推进器404(即，八旋翼飞行器)，但是本领域技术人员将理解，可以根据例如推力要求采用额外的或更少的推进器404来实现期望的功能。
虽然在每个旋翼吊杆402的远端处示出了升力马达404a，但是升力马达404a(或单个升力马达404a)可以改为定位在机体401处并且被配置为通过升力马达404a和一个或多个螺旋桨404b之间的齿轮箱和/或驱动轴驱动(旋转)一个或多个螺旋桨404b。此外，虽然每个旋翼吊杆402被示出为仅具有单个推进器404，但是可以在每个旋翼吊杆402的远端处设置多个推进器404。例如，横向构件可以定位在每个旋翼吊杆402的远端处并且布置成使推进器404彼此间隔开(例如，垂直于旋翼吊杆402的长度)或以其他方式防止螺旋桨404b之间的干扰(例如，交错/重叠配置)。UAV 400的部件可以由金属、复合材料或其组合制成。虽然起落架405被示出为沿着机体401的周边定位的多个刚性支柱406，但是多个支柱406可以改为沿着UAV 400的外周界定位(例如，在每个旋翼吊杆402的远端处)以通过更大的地面占地面积增加地面稳定性。
为了收集数据和/或监视区域，UAV 400还可以配备有情报、监视和侦察(ISR)有效载荷，其包括例如一个或多个摄像机(例如，用于记录或捕获图像和/或视频的光学仪器，包括LIDAR设备)，音频设备(例如，麦克风，回声定位传感器等)和其他传感器以促进ISR功能并提供ISR数据(例如照片，视频，音频，传感器测量等)。ISR有效载荷可操作地耦连到飞行器处理器，以促进ISR有效载荷和飞行器处理器之间的ISR数据的通信。ISR有效载荷可以通过万向接头系统可旋转地且可枢转地耦连到例如机体401的下侧表面(或另一个结构部件，例如旋翼吊杆402)，以使ISR有效载荷更容易向下取向以监视下方和/或地面上的对象。数据可以经由主通信系统201和辅助通信系统202通过网络动态地或周期性地从UAV 400传送到主要飞行器101或远程设备，或者存储到存储器设备以供稍后访问或处理。
图4b和图4c分别示出了附接到UAV 400的UAV有效载荷109的正视图和侧视图。万向接头413通过第一安装支架408固定到机体401(例如，在其底侧)。雷达反射器233(或UAV有效载荷109或ISR有效载荷的另一部分)可以通过第二安装支架411附接到万向接头413。在一个方面，万向接头413能够沿两个轴(例如，z轴和y轴)旋转。为此，万向接头413包含允许雷达反射器233绕z轴旋转的第一枢轴插座409和允许雷达反射器233绕y轴旋转的第二枢轴插座407。在其他预期的方面，万向接头413能够沿三个轴(例如，x、y和z轴)运动。万向接头413可以通过例如由万向接头控制器229控制的伺服马达提供动力，这允许位于主要飞行器101上的操作员调节万向接头413和雷达反射器233的方位。
万向接头413还可以配备有万向稳定技术，其运转为在存在飞行器运动扰动的同时在惯性系中保持万向接头方位或角度恒定。飞行器运动干扰可以包括例如振动(即，轻微的不规则运动、变化或其他不稳定性)、湍流、阵风、飞行期间的调动等。万向接头稳定性可以由万向接头控制器229通过角速率前馈补偿提供。也就是说，飞行器上的惯性测量单元/设备(例如，陀螺仪和其他设备)测量角速率运动并将角速率传送到万向接头控制器229，万向接头控制器229控制万向接头413(或万向接头组)的运动。使用测量结果，万向接头控制器229调节万向接头413的运动，以使惯性系中的净速率接近零，从而维持万向接头413上的传感器的稳定视线。在这种情况下，特定的万向接头应用涉及稳定辅助雷达系统104。在这种情况下，当UAV 400绕其轴线进行旋转运动时，视线相对于UAV 400的惯性参考系保持固定。
图5示出了人机界面500的示例，该人机界面500被配置为用作操作员用于与辅助飞行器103通信(和控制)的用户/操作员界面。人机界面500用作操作员和辅助飞行器103之间的通信信道。人机界面500可以配备有处理器，该处理器被配置为通过主通信系统201和辅助通信系统202与辅助飞行器103通信。人机界面500可以用于显示位置数据、航向、功率、高度、速度、万向接头方位或其他信息。人机界面500可以用于将控制信号发送到辅助飞行器103。可以使用人机界面500来控制多个辅助飞行器103。
人机界面500可以在其显示设备(例如，LCD显示器)上显示UAV 503在地理地图501上的方位，并且其还可以显示界面本身507的方位。人机界面500可以配备GPS或其他位置跟踪器，以便它可以跟踪显示自己的位置。用户还可以选择用于辅助飞行器103观察的位置505。界面可以具有控制窗口509，其用于将控制信号发送到辅助飞行器103。控制信号可以包括调整辅助飞行器103上的万向接头方位，或者将辅助飞行器103导航/定位在期望位置，或者引导辅助飞行器103以调整其位置。人机界面500还可以包含退出地图517的控件。例如，人机界面500还可以具有控制器，以向辅助飞行器103发送信号，从而利用安装在辅助飞行器103上的摄像机(例如，ISR有效载荷)捕获图像，并将图像发送到人机界面500。人机界面500还可以具有地图控件513以改变地图类型。人机界面500还可以具有改变其他设置511的控件。在某些方面，可以使用控制窗口509来保存、导出、旋转或平移地理地图501。例如，区域地图可以被保存或导出为静态图像或表示辅助飞行器位置、速度、地形等的数据集(或数据库)。
在某些方面，武器系统界面211和辅助飞行器(例如，UAV)控制界面213可以通过单个人机界面被提供或被提供为分离的人机界面(例如，硬件与软件)。为此，可以提供一个或多个人机界面(例如，在主要飞行器101处或在地面上)以与操作员通信并向操作员提供关于辅助飞行器103及其辅助雷达系统104的当前状态的信息。人机界面包括用于传输来自操作员的输入并向操作员显示信息的软件和/或硬件。人机界面可以基于触摸屏图形用户界面(“GUI”)和/或语音识别系统。人机界面可以采用例如平板计算机、膝上型计算机、智能电话、头戴式显示器或其组合。取决于操作员的偏好，人机界面500可以固定在主要飞行器101的操作员附近或其他地方。例如，人机界面500可以可拆卸地耦连到驾驶舱，或者在某些方面，采用驾驶舱内的集成显示器(例如，现有的显示器)。
尽管已经参考部件、特征等的特定布置描述了各种实施例，但是这些实施例并非旨在穷举所有可能的布置或特征，并且实际上许多其他实施例、修改和变化可以由本领域技术人员确定。因此，应该理解，本公开因此可以不同于上面具体描述的方式实施。
本公开包括以下条款中所述的主题：
条款1.用于锁定目标区域中的目标对象的航空系统，该航空系统包括：
第一飞行器，其配备有第一雷达系统和第一通信系统，
其中主雷达系统包括配置成输出雷达波束的雷达发射器；
第二飞行器，其配备有第二雷达系统和第二通信系统，
其中第二雷达系统包括雷达反射器，该雷达反射器被配置为将雷达波束从雷达发射器反射到目标区域，并且
其中第二通信系统被配置为与第一通信系统双向通信；和
用户界面，其可操作地与第一通信系统耦连，
其中用户界面被配置为从用户接收输入以控制第二飞行器的操作从而将雷达波束从雷达发射器反射到目标区域中的目标对象。
条款2.根据条款1所述的航空系统，其中用户界面使用户能够将第二飞行器导航到期望的位置和方位，其中期望的位置和方位以将雷达波束反射到目标对象的方式布置第二飞行器。
条款3.根据条款2所述的航空系统，其中期望的位置和方位是比第一飞行器更高的高度。
条款4.根据前述任一条款所述的航空系统，其中雷达反射器经由万向接头耦连到第二飞行器。
条款5.根据前述任一条款所述的航空系统，其中第二雷达系统被配置为调制雷达波束的频率以实现多普勒欺骗。
条款6.根据前述任一条款所述的航空系统，其中第一飞行器是有人驾驶航空交通工具，而第二飞行器是无人驾驶航空交通工具。
条款7.根据前述任一条款所述的航空系统，其中用户界面位于第一飞行器上。
条款8.根据前述任一条款所述的航空系统，其中第一飞行器包括瞄准系统，其从雷达发射器接收目标对象的位置信息，以实现目标对象的雷达锁定。
条款9.根据前述任一条款所述的航空系统，其中第一飞行器还包括LIDAR发射器以产生LIDAR波束，并且第二飞行器包括LIDAR反射器以将LIDAR波束从LIDAR发射器反射到目标区域。
条款10.一种无人驾驶航空交通工具即UAV，其包括：
通信系统，其用于通过收发器与主飞行器双向通信，其中UAV被配置为从主飞行器接收控制信号；
处理器，其被配置为与收发器双向通信；
安装到UAV的万向接头，其中万向接头构造成绕至少两个轴旋转；
万向接头控制器，其被配置为响应于来自处理器的控制信号控制万向接头的移动；和
具有雷达反射器的雷达系统，
其中雷达反射器耦连到双轴万向接头的第二端，并且
其中雷达反射器被配置为将来自位于主飞行器上的雷达发射器的雷达波束反射到目标区域。
条款11.根据条款10所述的UAV，其中来自主飞行器的控制信号被配置为规定UAV的飞行路径和万向接头的方位。
条款12.根据条款10或条款11所述的UAV，其中所述雷达系统被配置为调制所述雷达波束的频率以实现多普勒欺骗。
条款13.根据条款10至12中任一项所述的UAV，其中主飞行器与用户界面相关联以控制UAV的操作，其中至少部分地基于用户在用户界面处的输入来生成控制信号。
条款14.根据条款10至13中任一项所述的UAV，还包括LIDAR反射器，其中LIDAR反射器被配置为将来自主飞行器的LIDAR发射器的LIDAR波束反射到目标区域。
条款15.一种使用无人驾驶飞行器使有人驾驶航空交通工具瞄准对象的方法，该方法包括：
将无人驾驶飞行器部署到比有人驾驶航空交通工具更高的高度，
其中无人驾驶飞行器包括通过万向接头耦连到无人驾驶飞行器的雷达反射器；
在有人驾驶飞行器和无人驾驶飞行器之间建立通信链路；
通过用户界面和通信链路控制无人驾驶飞行器的位置和耦连到万向接头的雷达反射器的方位；和
将雷达波束从耦连到有人驾驶航空交通工具的雷达发射器发射到雷达反射器，其中雷达反射器配置成反射雷达波束。
条款16.根据条款17所述的方法，还包括：
将第二无人驾驶飞行器部署到比有人驾驶航空交通工具更高的高度，
其中第二无人驾驶飞行器包括通过第二万向接头耦连到第二无人驾驶飞行器的第二雷达反射器，和
其中第二无人驾驶飞行器部署在与首先提到的无人驾驶飞行器不同的位置；
在有人驾驶飞行器和第二无人驾驶飞行器之间建立第二通信链路；
通过用户界面和第二通信链路控制第二无人驾驶飞行器的位置和耦连到第二万向接头的第二雷达反射器的方位；和
从耦连到有人驾驶航空交通工具的雷达发射器向第二雷达反射器发射第二雷达波束，
其中第二雷达反射器配置成反射第二雷达波束。
条款17.根据条款16所述的方法，其中雷达反射器被配置为将雷达波束反射到经由用户界面选择的第一目标区域，并且第二雷达反射器被配置为将第二雷达波束反射到经由用户界面选择的第二目标区域。
条款18.根据条款16到17中任一项所述的方法，还包括确定第三方是否已探测到从雷达发射器发射的雷达波束的步骤。
条款19.根据条款18所述的方法，还包括调制雷达波束的步骤。
条款20.根据条款16至19中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
在雷达发射器处接收来自扫描区域的反射的雷达波束；和
使用反射的雷达波束确定目标对象的位置。

Claims (15)

1.一种用于锁定目标区域中的目标对象(110)的航空系统，所述航空系统包括：
第一飞行器(101)，其配备有第一雷达系统和第一通信系统(108)，
其中所述主雷达系统包括配置成输出雷达波束(107)的雷达发射器；第二飞行器(103)，其配备有第二雷达系统(104)和第二通信系统(108)，
其中所述第二雷达系统(104)包括雷达反射器(233)，所述雷达反射器(233)配置成将雷达波束(107)从所述雷达发射器反射到所述目标区域，并且
其中所述第二通信系统(108)被配置为与所述第一通信系统(108)双向通信；以及
用户界面(500)，其可操作地与所述第一通信系统(108)耦连，
其中用户界面(500)被配置为从用户接收输入以控制所述第二飞行器(103)的操作以将所述雷达波束(107)从所述雷达发射器反射到所述目标区域中的所述目标对象(110)。
2.根据权利要求1所述的航空系统，其中所述用户界面(500)使所述用户能够将所述第二飞行器(103)导航到期望位置(505)和方位，其中所述期望位置(505)和方位以将所述雷达波束(107)反射到所述目标对象(110)的方式布置所述第二飞行器(103)。
3.根据权利要求2所述的航空系统，其中所述期望位置(505)和方位是比所述第一飞行器更高的高度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述雷达反射器(233)经由万向接头(413)耦连到所述第二飞行器(103)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述第二雷达系统(104)被配置为调制所述雷达波束(107)的频率以实现多普勒欺骗。
6.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述第一飞行器(101)是有人驾驶航空交通工具(101)，而所述第二飞行器(103)是无人驾驶航空交通工具(103,400,503)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述用户界面(500)位于所述第一飞行器(101)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述第一飞行器(101)包括瞄准系统，所述瞄准系统从所述雷达发射器接收所述目标对象(110)的位置(505)信息，以实现所述目标对象(110)的雷达锁定。
9.根据前述权利要求中任一项所述的航空系统，其中所述第一飞行器(101)还包括用于产生LIDAR波束的LIDAR发射器，并且所述第二飞行器(103)包括LIDAR反射器，以将来自所述LIDAR发射器的所述LIDAR波束反射到所述目标区域。
10.一种使用无人驾驶飞行器(103,400,503)自有人驾驶航空交通工具(101)瞄准对象的方法，该方法包括：
将所述无人驾驶飞行器(103)部署到比所述有人驾驶航空交通工具(101)更高的高度，其中所述无人驾驶飞行器(103)包括通过万向接头(413)耦连到所述无人驾驶飞行器(103)的雷达反射器(233)；
在所述有人驾驶飞行器和所述无人驾驶飞行器(103)之间建立通信链路；
通过用户界面(500)和所述通信链路控制所述无人驾驶飞行器(103)的位置(505)和耦连到所述万向接头(413)的所述雷达反射器(233)的方位；和
将雷达波束(107)从耦连到所述有人驾驶航空交通工具(101)的雷达发射器发射到所述雷达反射器(233)，其中所述雷达反射器(233)配置成反射所述雷达波束(107)。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
将第二无人驾驶飞行器(103)部署到比所述有人驾驶航空交通工具(101)更高的高度，
其中所述第二无人驾驶飞行器(103)包括通过第二万向接头(413)
耦连到所述第二无人驾驶飞行器(103)的第二雷达反射器(233)，并且
其中所述第二无人驾驶飞行器(103)被部署在与首先提到的无人驾驶飞行器(103)不同的位置(505)；
在所述有人驾驶飞行器和所述第二无人驾驶飞行器(103)之间建立第二通信链路；
通过所述用户界面(500)和所述第二通信链路控制所述第二无人驾驶飞行器(103)的位置(505)和耦连到所述第二万向接头(413)的所述第二雷达反射器(233)的方位；以及
从耦连到所述有人驾驶航空交通工具(101)的所述雷达发射器向所述第二雷达反射器(233)发射第二雷达波束(107)，
其中所述第二雷达反射器(233)配置成反射所述第二雷达波束(107)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述雷达反射器(233)被配置为将所述雷达波束(107)反射到经由所述用户界面(500)选择的第一目标区域，并且所述第二雷达反射器(233)被配置为将所述第二雷达波束(107)反射到通过所述用户界面(500)选择的第二目标区域。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，还包括确定第三方是否已探测到从所述雷达发射器发射的所述雷达波束(107)的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括调制所述雷达波束(107)的步骤。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
在所述雷达发射器处接收从扫描区域返回的反射的雷达波束(107)；以及
使用所述反射的雷达波束(107)确定目标对象(110)的所述位置(505)。
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