[發明專利]基于波束選擇方法的多波束單脈沖測角方法

有效

• 申請號: 201310279486.2
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103389493A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 蘇洪濤;劉宏偉;王成海;胡勤振;劉子威
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/88
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及球載雷達對目標的檢測，具體地說是一種基于波束選擇方法的多波束單脈沖測角方法，用于球載雷達對低空超低空目標的角度檢測。

背景技術

多次實戰表明，巡航導彈已成為遠距離精確打擊的重要武器，對預警探測系統的生存與發展提出了嚴重的挑戰，而對其防御的關鍵就是探測與跟蹤，但受多種因素的影響，地基雷達巡航導彈探測能力有限，難以滿足作戰需求。

目前對巡航導彈的探測方法主要集中在利用雷達架高或機載平臺的先進探測器和將各種探測器進行組網探測兩大領域。球載雷達則是一種以系留氣球為平臺、以雷達為探測傳感器的綜合信息系統，是空中預警機和地面雷達網的補充，通過將雷達平臺升高，在一定程度上克服地球曲率的影響，充分發揮雷達本身的資源，使其在巡航導彈探測上具有探測距離遠，發現目標早等優勢。因此，進入20世紀80年代以來，隨著軍事技術、戰術理論以及常規武器現代化的發展，許多國家把球載雷達作為巡航導彈探測裝備發展的一個重要方向。它以獨有的經濟性、隱身性、安全性等方面的優點，被廣泛應用于對低空超低空目標的探測。

球載雷達對低空超低空目標角度信息的獲取過程中，在方位維因為波束較窄的原因角度分辨率通常能夠滿足要求，而在俯仰角測量的過程中，由于波束寬度較寬，通常無法直接獲取精度較高的角度信息，因此采用單脈沖測角方法。另外，單脈沖跟蹤更加精確并且不易受諸如調幅干擾和增益反轉的電子對抗措施等的影響，在順序波瓣和圓錐掃描法中，雷達回波中的變化量會降低跟蹤精度，而用單脈沖產生誤差信號就不會存在這個問題，因為單個脈沖就會生成誤差信號。單脈沖跟蹤雷達既可以用天線反射器又可以用相控陣天線。陣列天線使用靈活，但是T/R天線組件受陣元密度影響使得體積大，重量大，成本高，其在現代球載雷達技術應用中還不是很成熟，拋物面天線具有結構簡單，重量輕，成本低等優點，故大部分球載雷達采用拋物面饋源天線。一般單脈沖測角技術在俯仰角的測量過程中僅形成兩個波束，在實際工程應用中如果僅用兩個波束測角，其空間覆蓋面積小，如果目標處于覆蓋面積之外則會造成未檢測到目標的嚴重后果，另一方面，即便目標處于波束覆蓋面積之內，但是從遠離波束軸方向到達時，目標回波功率小，測角精度不是最優的。這些弊端制約著球載雷達對目標角度信息的獲得，也影響到實際的測角精度。目前，尤其針對空域覆蓋面積大的球載雷達天線急需高精度測角方法與之配套。

發明內容

本發明的目的在于針對現有兩波束單脈沖測角技術空域覆蓋面積小，測角精度較低的不足，針對空域覆蓋面積大的天線硬件系統提出一種測角精度較高，計算量小的基于波束選擇方法的多波束單脈沖測角方法。

本發明是這樣實現的：

一、技術原理

傳統的單脈沖測角技術是在一個角平面內產生兩個相同的波束F₁(θ)和F₂(θ)，兩波束部分重疊，兩波束求和得和波束F_Σ(θ)，相減得差波束F_Δ(θ)，通過比較器做比值得到差和比ε(θ)隨仰角θ變化的曲線稱為鑒角曲線。當真實目標信號到達時，根據ε(θ)的值反推出θ，這就是單脈沖測角的基本原理。

本發明是利用多喇叭饋源拋物面天線在仰角平面內同時產生M個波束，假設相鄰兩波束軸之間的夾角為1°，任意兩波束軸之間的角度差定義為波束間距，則波束間距為δ₁＝1°，δ₂＝2°…δ_M-1＝(M-1)°。

已知利用單脈沖測角時，其理論角度誤差

Δθ=2θB22.8δSNRΣ---(1)]]>

其中，δ為波束間距，SNR_∑為和通道信噪比，θ_B為半功率波束寬度。