[發明專利]一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法和系統

在審

• 申請號: 202010500355.2
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111781587A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 賀亞鵬;黨紅杏;張愛軍;劉瑞東;解虎;鄭適
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法，其特征在于，包括步驟如下：

步驟1、根據控制信號，信號處理器產生雷達發射波形信號，發射波形信號經發射機上變頻至射頻頻率并放大經收發開關從天線發射出去；

步驟2、通過一副天線形成的凸波束和凹波束共兩個波束同時獲取著陸波束照射區的回波；凸波束回波信號通過收發開關進入凸波束接收通道，進行放大、濾波、下變頻，發送至信號處理器進行模數變換產生凸波束回波A(r)；凹波回波信號束進入凹波束接收通道進行放大、濾波、下變頻，發送至信號處理器進行模數變換產生凹波束回波D(r)；r為雷達距離；

其中，凸波束由功率方向圖P_A(θ)表征，功率方向圖P_A(θ)為具有升余弦形狀的功率方向圖，波束寬度為θ_b，角度變量為θ，P_A(θ)表示為凹波束由功率方向圖P_D(θ)表征，功率方向圖P_D(θ)在P_A(θ)最大值方向P_D(θ)值為零，在P_A(θ)主瓣范圍內，P_D(θ)具有一個凹口，P_D(θ)表示為

步驟3、信號處理器對凸波束回波信號和凹波束回波信號的包絡比R(r)進行計算；

步驟4、計算回波包絡比凹口的極小值點位置獲得波束中心距離；求取回波包絡比值為1的兩個距離點的距離比，查表獲得波束中心入射角的估計值。

2.根據權利要求1所述的一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法，其特征在于，步驟3中，凸波束回波信號和凹波束回波信號的包絡比R(r)為：

3.根據權利要求1或2所述的一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法，其特征在于，步驟4中，回波包絡比R(r)凹口的極小值點位置為波束中心距離r_c：

r_c＝min[R(r)]；

其中，min[]為最小值求取運算。

4.根據權利要求3所述的一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法，其特征在于，步驟4中，回波包絡比R(r)為1對應的兩個距離值r_n和r_f的距離比ρ_nf：r_nr_f。

5.根據權利要求3所述的一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距方法，其特征在于，步驟4中，距離比ρ_nf和波束入射角θ_inc構成的函數為θ_inc＝F(P_A(θ),P_D(θ),ρ_nf)，將函數F制表，通過距離比ρ_nf查表獲得波束入射角θ_inc的估計值。

6.一種雙波束微波測速測距敏感器高精度測距系統，其特征在于，包括信號處理器、發射機、收發開關、天線、接收機；

信號處理器根據控制信號產生雷達發射波形信號，發射波形信號經發射機上變頻至射頻頻率并放大經收發開關從天線發射出去；

接收機包括凸波束接收通道、凹波束接收通道；天線通過凸波束和凹波束同時獲取著陸波束照射區的回波；凸波束回波信號通過收發開關進入凸波束接收通道，進行放大、濾波、下變頻，發送至信號處理器進行模數變換產生凸波束回波A(r)；凹波回波信號束進入凹波束接收通道進行放大、濾波、下變頻，發送至信號處理器進行模數變換產生凹波束回波D(r)；r為雷達距離；

信號處理器對凸波束回波信號和凹波束回波信號的包絡比R(r)進行計算，計算回波包絡比R(r)凹口的極小值點位置獲得波束中心距離，求取回波包絡比為1的兩個距離點的距離比，查表獲得波束中心入射角的估計值。