[發明專利]多波束相控陣差和比角度估計方法

有效

• 申請號: 202110183866.0
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112965028B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 楊順平;任思;蔣凱;邵龍;何海丹;李秀梅
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01S3/32
• 分類號: G01S3/32;G01S13/72
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明公開的一種多頻段相控陣天線旋轉測試裝置，結構簡單、便于安裝，精度高，具備角度旋轉控制。本發明通過下述技術方案實現：U形懸臂支架(1)根據天線罩內側形狀為曲面或平面結構與被測天線的天線罩內側共形固聯，并通過U形懸臂支架固聯刻度板(3)，再固聯軸承座(4)中的軸和軸承，形成連接搖柄(5)的旋轉懸臂；刻度板上制有圍繞軸承圓心等分均布的圓陣分度孔系及其分度刻線，轉動搖柄帶動被測天線體(8)旋轉，控制刻度板的轉向角度，固定在軸承座頂端的指針(2)，用尖端指示被測天線的旋轉角度，并通過安裝于軸承座下側的彈性分度銷(6)，實現旋轉角度的鎖止功能。本發明可以適配不同的暗室轉臺，滿足多種轉臺安裝的要求。

技術領域

本發明涉及到通信、雷達、測控等對電磁波波達方向估計有需求的領域，具體涉及到利用數字相控陣天線形成的同時多波束接收下的角度估計方法。

背景技術

單脈沖作為雷達的一種測角技術，主要是通過兩個或多個同時波束的信號以獲得點源或目標角度信息的雷達技術，同時多波束使得僅需單個目標回波脈沖便可以實現二維角度估計成為可能。在跟蹤雷達中，單脈沖技術可以精密的跟蹤和測量目標。多波束相控陣天線通過對陣元接收到的數據進行和波束與差波束的加權形成和差波束。和差波束形成是一般是基于普通波束形成接收系統的輸出端，和差多波束跟蹤算法及工程實現形成和波束與差波束。和波束即在指定波束處形成主瓣，差波束則是在該方向形成零陷。和差測角就是根據和差波束比值來獲取目標角度。對于相控陣可以形成多個接收方向的波束，因而也可以形成多個接收方向的和差波束，進行多目標和差測角。和差波束形成方法很多，一種是對稱取反法，和差波束共用一套權，即差波束的權值是在和波束權值的基礎上對稱取反得到；一種方法是雙指向法，產生兩部分覆蓋的基本波束，將兩基本波束的輸出模值分別做和與差形成和差波束；一種方法是和波束權值和差波束加不同的權值對和波束加權，對差波束加權，這樣的和差波束測角范圍廣，旁瓣可控，而較低的旁瓣可以抑制干擾從旁瓣的進入，達到抗干擾的目的。然而，現實中很多情況需要對多目標進行自動跟蹤，雖然基于多套面天線和機械伺服的雷達接收系統雖具有實現簡單的優點，但存在設備量大、成本高、協同工作難等明顯缺點。而基于相控陣的和差測角可實現多目標測向和跟蹤，同時具有波束切換靈活、測向跟蹤精度高等優點。單脈沖和差測向是一種非常成熟的技術，它具有測角精度高、抗干擾能力強、數據率高等優點，從而得到廣泛的應用。其中比幅和差測角應用最為廣泛，它是精密跟蹤雷達中廣泛采用的一種方法。比幅和差波束采用兩個相同且彼此部分重疊的波束，主要通過比較兩個波束回波的強弱判斷目標偏離等信號軸的方向，并可以用查表的方法估計出偏離等信號軸的大小。多波束相控陣天線在對目標進行跟蹤時，由于波束滑動及波束穿越等的存在，需要對其動態角跟蹤性能的測試誤差范圍及數據精度等進行測試。多波束在對目標進行跟蹤時，由于波束覆蓋范圍及加權系數(包括多波束形成時的加權系數及和差波束形成時的加權系數)?的變化，相控陣天線波束滑動的角跟蹤性能可能出現誤差，因此，需要在這些特殊情況下對多波束相控陣天線的角跟蹤性能進行測試。波束穿越角跟蹤多波束相控陣天線在對多目標跟蹤時，需要采用不同波束分別對應不同的目標。對多波束相控陣天線而言，空間多個目標在靠近時，一個目標的信號可能進入另一個目標接收波束的旁瓣甚至主瓣內，跟蹤波束出現交叉穿越，對波束的跟蹤形成較強干擾。此時的多波束天線角跟蹤性能也需要進行測試。