專利名稱：一種連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于小型對(duì)空搜索和目標(biāo)指示雷達(dá)的測(cè)高技術(shù)，涉及一種連續(xù)波搜索雷達(dá) 的測(cè)高方法，該方法特別適用于采用全相參多普勒處理技術(shù)的比幅測(cè)角體制的小型連續(xù)波 三坐標(biāo)搜索雷達(dá)。
背景技術(shù)：
目前的三坐標(biāo)搜索雷達(dá)，基本上都采用脈沖體制的工作方式，尤其目前廣泛流行 的相掃天線搜索雷達(dá)，因采用時(shí)間分隔交替在不同俯仰波束工作，因此不適用于連續(xù)波工 作體制，所以在連續(xù)波雷達(dá)中實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)是比較困難的。但連續(xù)波雷達(dá)設(shè)備簡(jiǎn)單、接收靈敏 度高、發(fā)射功率低、有一定的低截獲概率的優(yōu)點(diǎn)吸引了眾多設(shè)計(jì)者，以至于雷達(dá)設(shè)計(jì)師不斷 探索在連續(xù)波體制中實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測(cè)高的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法，該方法可用于連續(xù)波 體制搜索雷達(dá)或目標(biāo)指示雷達(dá)。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法，其特征在于，該方法采用一個(gè)多口網(wǎng)絡(luò)接收天 線陣的俯仰面生成的一對(duì)呈鏡像分布波束，多口網(wǎng)絡(luò)上分布有縫隙波導(dǎo)以及二個(gè)輸出端 口，將多口網(wǎng)絡(luò)的二個(gè)輸出端口分別連接到兩路對(duì)稱的微波接收機(jī)的輸入端，微波接收機(jī) 采用超外差接收機(jī)；兩路微波接收機(jī)將接收的回波經(jīng)放大混頻濾波后變?yōu)橹蓄l，經(jīng)濾波、放大、正交解 調(diào)后產(chǎn)生I、Q基帶信號(hào)，I、Q基帶信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過(guò)信號(hào)處理模塊進(jìn)行求模 運(yùn)算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值為地址，從單脈沖表或多項(xiàng)式擬合得到仰角 的數(shù)值；第一路的模值Z和第二路模值5的求模公式分別如下(1)B=^[ll+Ql)(2)式中，Ii是第一路輸出的正弦分量；Qi是第一路輸出的余弦分量；是第二路輸出的正弦分量；是第二路輸出的余弦分量；輸出的模值Z和互送到和差器求按下式求取定向值D D =(3)定向值D是一個(gè)歸一化的仰角定向因子，當(dāng)？=互時(shí)，D = 0，？〉互時(shí)，D為正值，Z <亙時(shí)，D為負(fù)值；歸一化就意味定向值D不隨距離遠(yuǎn)近和目標(biāo)大小的影響，它僅僅是目標(biāo)入射角相對(duì)于天線電軸的函數(shù)；單脈沖表可以是基于實(shí)測(cè)產(chǎn)生的定向值和相對(duì)于電軸的俯仰偏離角的函數(shù)表，利用實(shí)測(cè)的天線波束方向圖的函數(shù)直接制作單脈沖表可以獲得比較高精度，仰角測(cè)角的函數(shù)關(guān)系可用下式表示ε = θ Α+ θ c+f θ (D)(4)式中f0 (D)是定向值與仰角的函數(shù)關(guān)系，即單脈沖表；θ 4天線安裝的仰角；θ。電軸的指向角；如果對(duì)仰角的測(cè)角精度要求不高時(shí)，定向值與俯仰角度的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)或者用“最小二乘法”擬合一個(gè)代數(shù)多項(xiàng)式來(lái)替代差單脈沖表；f θ (D) = a+bD+cD2+dD3 (5)式中，系數(shù)a，b，c，d由“最小二乘法”求出；將結(jié)果代入公式，求出目標(biāo)的仰角，即目標(biāo)高度的計(jì)算對(duì)于很近距離的目標(biāo)，平面地表近似可以由下式給出的目標(biāo)高度hT = ha+RTSin θ(6)式中ha雷達(dá)天線的高度；RT被測(cè)目標(biāo)的距離；θ被測(cè)目標(biāo)的仰角；用拋物線近似為hT = ha + RtSinθ+ R2t/2R0(7)其中Rtl為地球半徑；準(zhǔn)確的目標(biāo)高度計(jì)算hT = [( +ha)2 +R2r + 2(R0 + ha)RTSinθψ -R0(8)雷達(dá)在測(cè)量得到仰角數(shù)據(jù)之后，根據(jù)不同雷達(dá)的測(cè)量距離選擇公式(6) (8)解算成目標(biāo)的高度，其中，近距離目標(biāo)用公式(6)，遠(yuǎn)距離目標(biāo)用公式(7)，對(duì)遠(yuǎn)距離又要求精確高度的目標(biāo)選用公式(8)。本發(fā)明的連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法，利用比幅測(cè)高的原理，在接收天線陣的俯仰面中生成一對(duì)呈鏡像分布波束。兩個(gè)波束上下有一定的分離角，其波束在3dB點(diǎn)相交，波束由同一口徑的接收陣面產(chǎn)生，口徑利用率高。仰角測(cè)量過(guò)程中，不引入接收通道的相位信息，只利用信號(hào)的幅度，因而減少了接收通道設(shè)計(jì)的難度。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)率高，適用于小型三坐標(biāo)搜索雷達(dá)。


圖1天線接收陣面的外形圖；圖2連續(xù)波仰角測(cè)量框圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別表示1、多口網(wǎng)路(帶縫隙波導(dǎo)的饋電網(wǎng)路)；2、天線陣面；3、A 口法蘭(連接接收機(jī)A路輸入)；4、B 口法蘭(連接接收機(jī)B路輸入)；5、縫隙波導(dǎo)。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明利用比幅測(cè)高的原理，在接收天線陣的俯仰面中生成一對(duì)呈鏡像分布波束。兩個(gè)波束上下有一定的分離角，兩波束在3dB點(diǎn)相交，波束由同一口徑的接收陣面產(chǎn)生，口徑利用率高。圖1是具有兩個(gè)鏡像波束的接收天線陣面，其饋電網(wǎng)絡(luò)是利用多口網(wǎng)絡(luò)1 ( 一種多路功率分配網(wǎng)絡(luò))與波導(dǎo)陣列連接，以減少功率損耗和簡(jiǎn)化了饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)形式。天線陣面2的縫隙波導(dǎo)5接收到的回波，通過(guò)多口網(wǎng)絡(luò)1送到A、B兩路對(duì)稱的微波接收機(jī)的輸入端，天線陣面的縫隙波導(dǎo)5由俯仰波束寬度決定。多口網(wǎng)絡(luò)1有兩個(gè)輸出端A 口法蘭3 和B 口法蘭4，生成一對(duì)呈鏡像分布波束。圖2是仰角測(cè)量連接框圖，接收天線陣面2的信號(hào)從多口網(wǎng)絡(luò)1的A 口法蘭3連接到A路微波接收機(jī)的輸入端，多口網(wǎng)絡(luò)1的B 口法蘭4連接到B路微波接收機(jī)的輸入端， 微波接收機(jī)采用超外差接收機(jī)(傳統(tǒng)的在連續(xù)波雷達(dá)中發(fā)射的信號(hào)波形一般采用調(diào)頻連續(xù)波，接收機(jī)一般采用差拍檢波，也就是本振信號(hào)與發(fā)射信號(hào)相同，或者從發(fā)射信號(hào)直接耦合一部分能量作為本振信號(hào)，這種接收機(jī)的缺點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍小)。而本實(shí)施例采用超外差接收機(jī)，由于超外差接收機(jī)的本振信號(hào)比發(fā)射信號(hào)高一個(gè)中頻，該信號(hào)可以用發(fā)射信號(hào)的一部分與頻率等于中頻的信號(hào)，進(jìn)行單邊帶混頻產(chǎn)生本振信號(hào)?；夭ㄅc本振信號(hào)混頻產(chǎn)生接收機(jī)中頻，經(jīng)過(guò)放大濾波放大、正交解調(diào)后產(chǎn)生I、Q基帶信號(hào)，將此I、Q基帶信號(hào)進(jìn)行處理。I、Q基帶信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，在信號(hào)處理模塊中進(jìn)行求模運(yùn)算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值為地址，從單脈沖表或多項(xiàng)式擬合得到仰角的數(shù)值；A路的模值Z和B路模值互的求模公式分別如下
權(quán)利要求
1. 一種連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法，其特征在于，該方法采用一個(gè)多口網(wǎng)絡(luò)接收天線陣的俯仰面生成的一對(duì)呈鏡像分布波束，多口網(wǎng)絡(luò)上分布有縫隙波導(dǎo)以及二個(gè)輸出端口， 將多口網(wǎng)絡(luò)的二個(gè)輸出端口分別連接到兩路對(duì)稱的微波接收機(jī)的輸入端，微波接收機(jī)采用超外差接收機(jī)；兩路微波接收機(jī)將接收的回波經(jīng)放大混頻濾波后變?yōu)橹蓄l，經(jīng)濾波、放大、正交解調(diào)后產(chǎn)生I、Q基帶信號(hào)，I、Q基帶信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過(guò)信號(hào)處理模塊進(jìn)行求模運(yùn)算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值為地址，從單脈沖表或多項(xiàng)式擬合得到仰角的數(shù)值；第一路的模值Z和第二路模值互的求模公式如下
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種連續(xù)波搜索雷達(dá)的測(cè)高方法，該方法采用一個(gè)多口網(wǎng)絡(luò)接收天線陣的俯仰面生成的一對(duì)呈鏡像分布波束，多口網(wǎng)絡(luò)上分布有縫隙波導(dǎo)以及二個(gè)輸出端口，將多口網(wǎng)絡(luò)的二個(gè)輸出端口分別連接到兩路對(duì)稱的微波接收機(jī)的輸入端，微波接收機(jī)采用超外差接收機(jī)；兩路微波接收機(jī)將接收的回波經(jīng)放大混頻濾波后變?yōu)橹蓄l，經(jīng)過(guò)放大濾波放大、正交解調(diào)后產(chǎn)生I、Q基帶信號(hào)，將I、Q基帶信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過(guò)信號(hào)處理模塊進(jìn)行求模運(yùn)算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值為地址，從單脈沖表或多項(xiàng)式擬合得到仰角的數(shù)值。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)率高，適用于小型三坐標(biāo)搜索雷達(dá)。
文檔編號(hào)G01S13/32GK102323579SQ20111023004
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者徐正平 申請(qǐng)人:西安天偉電子系統(tǒng)工程有限公司