[發明專利]一種不對稱波束情形下的一維同時多波束雷達測角方法

在審

• 申請號: 202111217817.0
• 申請日: 2021-10-19
• 公開（公告）號: CN113820699A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 陸曉明;范延偉;童朝平;周仕祺;彭文麗;彭嘉宇;彭學江;楊瑞明;郭云燕
• 申請（專利權）人: 中安銳達（北京）電子科技有限公司
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06;G01S7/41
• 代理公司: 天津垠坤知識產權代理有限公司 12248
• 代理人: 江潔;趙玉琴

本發明公開了一種不對稱波束情形下的一維同時多波束雷達測角方法，將每個由相鄰兩個波束形成的合成波束分為兩個半波束，每個半波束的測角參數獨立設置，包括以下步驟：同時形成M個波束，相鄰波束兩兩合成，做和形成和波束，做差形成差波束，并且通過差和比值形成鑒角曲線，根據鑒角曲線將覆蓋的空域劃分為2M個半波束測角區間；結合天線方向圖的理論仿真結果和暗室測試結果，建立各半波束的測角參數表；對一次點跡測角，通過一次點跡中的波束編號、當前波束及相鄰波束的回波幅度等信息計算，進而得到該一次點跡的實際角度。本發明解決了不對稱波束情況下的測角問題，有效提升了在不對稱波束交界處的測角精度。

技術領域

本發明屬于雷達數據處理領域，具體涉及一種不對稱波束情形下的一維同時多波束雷達測角方法。

背景技術

隨著半導體技術、微電子技術和大規模集成電路等的飛速發展，數字波束形成(DigitalBeam Forming,DBF)技術越來越多地被應用于雷達系統中。DBF的原理是在信號處理階段，對陣列天線多路接收通道輸出的回波信號進行數字幅相加權，形成一個或多個特定指向的接收波束。和傳統的微波移相器波束形成技術相比，DBF技術可以獲得可觀的積累增益進而提高雷達的作用距離；可以實現超低副瓣和靈活的波束控制進而獲得良好的抗干擾特性；可以實現同時多波束，實現在覆蓋較大空域的同時，降低雷達的數據率。

現有的同時多波束測角成果包括：文獻《DBF同時多波束測角方法研究及工程實現》(火控雷達技術,2013,42(002):19-22.)提出了通過相鄰兩個波束形成和差波束進行測角。但是本文獻并未考慮相鄰波束不對稱的情況，在同時多波束雷達實際工作過程中，形成的多個波束不一定是完全對稱的，雷達設計者可能會根據不同的使用場景設計不同的波束寬度，比如在俯仰向采用DBF同時多波束的雷達中，為了同時保證俯仰覆蓋范圍和探測威力，可能會將多波束設計為：低空波束的波束寬度較窄，保證探測威力；高空波束的波束寬度較寬，保證俯仰覆蓋范圍。此時，在低空波束和高空波束的交界處，由于波束寬度不同，合成的和差波束不再對稱，和差波束中心會偏離相鄰波束的角平分線，差和比值鑒角曲線單調變化的角度范圍也會發生變化，甚至可能小于相鄰波束的波束軸之間的角度范圍，這種情況下，現有的測角方法不再適用。

發明內容

針對不對稱波束情形下的一維同時多波束雷達測角問題，本發明提出一種不對稱波束情形下的一維同時多波束雷達測角方法，將每個由相鄰兩個波束形成的合成波束分為兩個半波束，每個半波束的測角參數獨立設置，本發明包括以下步驟：

(1)同時形成M個波束，相鄰波束兩兩合成，做和形成和波束，做差形成差波束，并且通過差和比值形成鑒角曲線，根據鑒角曲線將覆蓋的空域劃分為2M個半波束測角區間。

(2)建立各半波束的測角參數表；其中，測角參數包括：半波束編號M_hb、波束中心θ_c、鑒角曲線斜率k、偏移角上限Δθ_max、相鄰波束幅度比值門限μ₀₂、μ₀₁和μ₁₂。

波束中心θ_c即為相鄰波束的等信號軸所在的角度，單位為度；對于對稱的相鄰波束，波束中心即為兩個波束軸角對應角度的平均值；對于不對稱波束，波束中心即為鑒角曲線上差和比值取0對應的角度；鑒角曲線斜率k即為采用直線來擬合描述差和比值與偏移角關系的鑒角曲線時，直線的斜率；偏移角上限Δθ_max即為每個半波束角度范圍內，鑒角曲線滿足單調變化時的最大偏移角；相鄰波束幅度比值門限μ₀₂、μ₀₁和μ₁₂用于判斷目標屬于哪個半波束測角區間。