[發明專利]一種兩坐標雷達的俯仰測角方法

有效

• 申請號: 202010906613.7
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112051568B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 段芳芳;張明;董錦;李濤;牟聰
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/58;G01S7/41
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種兩坐標雷達的俯仰測角方法，屬于雷達信號檢測和數據處理技術領域。采用俯仰多波束掃描，對俯仰平面進行網格劃分，然后求取單元格幅度平均值，根據單元格幅度平均值設定門限進行目標的判定，對目標的一次點跡信息做凝聚處理；對凝聚后的電跡進行預測、濾波后輸出航跡，航跡信息中包含俯仰、距離、方位信息。本發明方法解決了現有技術中單部兩坐標雷達不能實現測高的缺陷，同時進行雜波抑制，提高了跟蹤精度。

技術領域

本發明涉及雷達數據處理和信號處理方法，屬于雷達信號檢測和數據處理技術領域。

背景技術

兩坐標雷達由于體制限制只能探測目標的距離和方位信息，不能獲取準確的俯仰信息即不能測高。而無人機的飛行高度從幾十米到幾百米不定，機動性強，作為一個反無人機探測雷達，不能測高則不能獲取無人機的具體三維位置，是一項功能缺失。

反無人機探測雷達主要的探測目標是無人機這類“低慢小”目標，它的主要特點是：1)低：目標飛行高度低，容易受地面目標干擾；2)慢：目標飛行速度慢，多普勒頻率小，容易受地面雜波干擾；3)小：目標散射截面積小，回波弱。

在復雜背景下，對“低慢小”目標的檢測難度大，無法檢測則后續的航跡處理無從談起。雜波圖技術在虛假目標抑制方面有較好的效果，雜波圖技術是利用零速通道濾波器來分離出雜波和低多普勒回波，輸出經過雜波圖門限檢測器。雜波圖一般分為靜態雜波圖和動態雜波圖，按維度又分為平面雜波圖和立體雜波圖。

目標的三維定位方法，常見的有：1)三坐標雷達直接測量目標的三維定位信息；2)兩坐標雷達和測高雷達復合應用；3)多部兩坐標雷達數據融合。

以上3種方法均需要兩個雷達，現有技術中并未出現單部雷達進行測高的方法。

發明內容

要解決的技術問題

兩坐標雷達不能獲取俯仰信息即不能測高，則無法獲取無人機的三維位置，不能滿足反無人機探測雷達的需求。為了避免現有技術的不足，本發明提出一種兩坐標雷達的俯仰測角方法，使用單部兩坐標雷達完成三坐標定位，擬采用俯仰多波束比幅測角+目標跟蹤精確測角相結合的方法。

技術方案

一種兩坐標雷達的俯仰測角方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：雷達開機，進入搜索工作模式，俯仰三波束掃描，俯仰波束間隔δ度；

步驟2：每個俯仰平面按照距離單元r和方位波束寬度e劃分單元格；

步驟3：經過每個俯仰面N次以上積累，得到每個單元格幅度平均值F_ijk；所述的F_ijk表示第i個俯仰面，第j個距離單元，第k個方位波束所在單元格的幅度平均值；

步驟4：取檢測門限為L_ijk＝CF_ijk，其中C為門限因子；當被檢測信號大于檢測門限L_ijk，判為有目標，否則判為無目標；被檢出的目標一次點跡信息包含距離R_i、方位A_i、俯仰E_i、幅度F_i和多普勒V_i；

步驟5：將多個俯仰位的一次點跡信息做凝聚處理，落在距離、方位、多普勒波門內的點跡認為是同一目標的信息；

5a、當波門內只有1個俯仰位的點跡信息時，用該波束所在俯仰角作為目標的俯仰角，用質心法進行距離、方位維的凝聚，最大幅度點跡的多普勒作為凝聚點的多普勒；所述的質心法進行距離、方位維的凝聚公式如下：