HotZ-雷达原理与系统-第七章 角度测量

第七章角度测量第一节概述测角的物理基础：电波在均匀介质中传播的直线性，雷达天线的方向性。测角的性能参数：测角范围、测角速度、测角精度或准确度、角分辨力。测角的方法：相位法，振幅法。天线对于不同方向到达的电磁波具有不同的振幅和相位的响应利用振幅响应进行测角利用相位响应进行测角天线的方向图一般性质典型函数余弦函数、高斯函数、辛克函数。只描述主瓣区内只描述主瓣θ0.5之内主，副瓣P201，图7.11第二节测角方法及其比较§7.2.1相位法测角利用多个天线所接收到的回波信号间的相位差测角实现方法：将两天线收到的高频信号与同一本振差频后在中频上比相。测角原理当时：测角误差与多值性问题测角误差当，此时，可能超出2π，实际读数解决方法三天线测角习题一雷达系统采用三天线法测角，已知：双天线测角精度低于三天线测角原理：利用天线收到的回波信号幅度来做角度测量。幅度变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。测角方法：最大信号法，等信号法。§7.2.2振幅法测角最大信号法天线扫描过程中收到最强回波时，天线所在指向为目标方向。特点：精度差，20％θ0.5

，不能判别误差方向，但灵敏度高，能充分利用信号能量。等信号法利用两个相同且部分重叠的波束。当目标位于两波束交叠轴处时，两波束收到回波信号相等，交叠轴方向即为目标方向。特点：精度高，可判别大小、方向，灵敏度有损失；不受起伏影响，抗干扰好；精度提高一个数量级。实现方法：同时波瓣法、顺序波瓣法第三节天线波束的扫描方法针状波束雷达波束通常以一定的方式依次照射给定空域，以进行目标探测和目标坐标测量。§7.3.1波束形状和扫描方法θ0.5特点：同时测距离、方位、俯仰；方位、俯仰波束窄；扫描速度慢。用途：火控扫描方式：扇形波束特点：方位窄、俯仰宽，或相反；扫描速度快。用途：警戒可测R、α，但β不可测θα0.5θβ0.5扫描方式：扇形波束（余割平方型）特点：同高度上目标回波强度相同

用途：搜索、警戒、地面测绘HRβ机械扫描整体运动：笨重，扫描速度低反射面运动：笨重，扫描速度高馈源变动：更轻，扫描速度更高天线扫描方式电扫描相位扫描，频率扫描，时间延迟法特点：扫描速度很高，波速控制灵活缺点：波束宽度展宽，天线增益减小，系统复杂§7.3.3相位扫描法在阵列天线元采用控制移相器相移量的方法改变激励相位，从而实现电扫描。基本原理目标§7.4.4高度测量方法：由目标斜距和仰角得到，并考虑大气折射第五节自动测角的原理和方法作用：目标精确定位应用：空中交通管制、防空火控、卫星跟踪自动测距时间鉴别器自动测角角误差鉴别器原理：目标偏离轴线（即出现误差角ε），产生一个误差电压，其值正比于ε，极性随偏离方向不同而改变。误差电压经跟踪系统变换、放大、处理后，控制天线向减小ε方向运动，使天线轴线对准目标。圆锥扫描自动测角单脉冲自动测角§7.5.1圆锥扫描自动测角系统目标方向x方位y仰角等信号轴Aφ0波束中心波束截面波束中心运动轨迹天线最大辐射方向偏离等信号轴O’O，当波束以一定角速度ωs绕轴O’O旋转时，O’B在空间画出一个圆锥，故称圆锥扫描。A目标回波信号强弱变化规律φ0/ωs2π/ωs顺序波瓣测角法ωsx方位y仰角等信号轴ABCD目标偏离等信号轴时，扫描过程中回波信号幅度会产生强弱变化，圆锥扫描时，输出信号近似为正弦波调制的脉冲串，其调制频率为天线的圆锥扫描频率ωs，调制深度取决于目标偏离等信号轴方向的大小，起始相位由目标偏离等信号轴的方向来决定。§7.5.2