一種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā)波束三維同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雙基地雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā) 波束三維同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙基地體制雷達(dá)以其突出的抗有源干擾能力和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力近年來逐漸成為各 國(guó)研宄的熱點(diǎn)，并在防空情報(bào)和炮兵雷達(dá)領(lǐng)域應(yīng)用。雙基地雷達(dá)收發(fā)分置，基線距離從數(shù)千 米到幾十千米不等，工作時(shí)收發(fā)站天線波束必須同時(shí)照射到目標(biāo)，才能對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效的 檢測(cè)，空間同步是雙基地雷達(dá)"三同"關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003] 實(shí)現(xiàn)雙基地雷達(dá)收發(fā)波束同步的主要包括脈沖追趕和DBF同時(shí)多波束接收兩種， 脈沖追趕方式需要同時(shí)考慮時(shí)間和空間的同步，隨著DBF技術(shù)的進(jìn)步及實(shí)現(xiàn)成本的逐漸降 低，同時(shí)多波束接收逐漸成為雙基地雷達(dá)波束同步的主流方法，適用于脈沖體制和連續(xù)波 信號(hào)體制的雙基地雷達(dá)。現(xiàn)代雙基地雷達(dá)普遍采用有源陣列天線，收發(fā)波束為可在方位和 俯仰兩維進(jìn)行靈活電掃描的針狀波束，但現(xiàn)有文獻(xiàn)及書籍主要基于雙基地平面模型在距離 和方位兩維進(jìn)行波束收發(fā)同步的理論分析和推導(dǎo)，已不能滿足雙基地雷達(dá)在距離、方位和 俯仰三維進(jìn)行同步的實(shí)際工程需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問題
[0005] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā) 波束三維同步方法。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] -種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā)波束三維同步方法，其特征在于步驟如下：
[0008] 步驟1 :建立以接收站為坐標(biāo)原點(diǎn)的大地直角坐標(biāo)系，其中接收站坐標(biāo)為 R(〇, 〇, 〇)，發(fā)射站坐標(biāo)為T(ET，NT，HT)，根據(jù)收發(fā)站和探測(cè)區(qū)域的位置關(guān)系可知收發(fā)站天線 的方位角和俯仰傾斜角，分別為AzT、E1T、AzjPElK;
[0009] 步驟2 :在發(fā)射站陣面正弦空間坐標(biāo)系內(nèi)排列表示雷達(dá)工作任務(wù)的M個(gè)發(fā)射波束， (aTm，0J，m= 1. .M,aTm，0Tm分別為發(fā)射波束的方位和俯仰正弦值；在接收站陣面正弦 空間坐標(biāo)系內(nèi)根據(jù)波束交叉點(diǎn)電平排列N個(gè)接收波束，接收波束的方位正弦值aKn為已知 值，n= 1. .N;而每個(gè)接收波束的俯仰正弦值0Kn為待求值；
[0010] 步驟3 :將陣面直角坐標(biāo)系下第m個(gè)發(fā)射波束指向的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到以發(fā)射站為坐標(biāo) 原點(diǎn)的大地直角坐標(biāo)系下
[0011]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā)波束三維同步方法，其特征在于步驟如下： 步驟1 :建立以接收站為坐標(biāo)原點(diǎn)的大地直角坐標(biāo)系，其中接收站坐標(biāo)為R(〇, 0, 0)，發(fā) 射站坐標(biāo)為T (ET，NT，Ht)，根據(jù)收發(fā)站和探測(cè)區(qū)域的位置關(guān)系可知收發(fā)站天線的方位角和俯 仰傾斜角，分別為Az T、E1T、Az1^P El κ; 步驟2 :在發(fā)射站陣面正弦空間坐標(biāo)系內(nèi)排列表示雷達(dá)工作任務(wù)的M個(gè)發(fā)射波束， (a Tm，β J，m = I. . M，a Tm，β Tm分別為發(fā)射波束的方位和俯仰正弦值；在接收站陣面正弦 空間坐標(biāo)系內(nèi)根據(jù)波束交叉點(diǎn)電平排列N個(gè)接收波束，接收波束的方位正弦值α Kn為已知 值，n = I. . N ;而每個(gè)接收波束的俯仰正弦值β Κη為待求值； 步驟3 :將陣面直角坐標(biāo)系下第m個(gè)發(fā)射波束指向的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到以發(fā)射站為坐標(biāo)原點(diǎn) 的大地直角坐標(biāo)系下
其中θΧΤπ，θΥΤπ，θΖΤπ為以發(fā)射站為坐標(biāo)原點(diǎn)的球坐標(biāo)系下發(fā)射波束指向相對(duì)于X'、 Υ'、Ζ'軸的夾角，RTm為發(fā)射波束指向上任一點(diǎn)到發(fā)射站的距離； 步驟4 :將發(fā)射站大地坐標(biāo)系下第m個(gè)發(fā)射波束指向的坐標(biāo)向接收站大地坐標(biāo)系進(jìn)行 坐標(biāo)平移：
步驟5 :將接收站大地坐標(biāo)系下第m個(gè)發(fā)射波束指向的坐標(biāo)向接收站陣面直角坐標(biāo)系 進(jìn)行轉(zhuǎn)換：
步驟6 :在接收站陣面直角坐標(biāo)系下第m個(gè)發(fā)射波束指向和第η個(gè)接收波束指向的交 匯點(diǎn)坐標(biāo)為（xmn, ymn, Zmn)，交匯點(diǎn)到發(fā)射站、接收站的距離分別為RTmn和RKmn，
(7) 聯(lián)立式4和式7得方程組式8所示：
若方程組有解，且求得β 和RsJ直均在雷達(dá)工作的正常值范圍內(nèi)，則第m個(gè)發(fā)射 波束與方位正弦值為ακη的接收波束可完成空間交匯；若方程組無解或者有解但β to、RTmn 和Rftm值超出雷達(dá)正常值范圍，則第m個(gè)發(fā)射波束與方位正弦值為α κη的接收波束不能完 成空間交匯； 步驟7:重復(fù)步驟6,對(duì)第m個(gè)發(fā)射波束與所有接收波束進(jìn)行交匯計(jì)算，獲得同步該發(fā)射 波束的全部接收波束的俯仰正弦值、交匯點(diǎn)相對(duì)收發(fā)站的距離數(shù)據(jù)； 步驟8 :重復(fù)步驟3到步驟7,完成所有發(fā)射波束的接收波束簇俯仰指向與相關(guān)距離信 息的計(jì)算，形成雙基地雷達(dá)的收發(fā)波束交匯表，完成雙基地雷達(dá)波束三維同步的計(jì)算。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的雙基地雷達(dá)收發(fā)波束三維同步方法，根據(jù)三維幾何模型和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以快速的生成雙基地雷達(dá)發(fā)射、接收波束同步交匯表，該方法具有工程實(shí)用性，已在某型雙基地體制雷達(dá)中得到應(yīng)用，靶場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。該方法在雙基地體制雷達(dá)中具有廣闊的應(yīng)用前景，未來將帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、軍事效益和社會(huì)效益。本發(fā)明可適用于不同應(yīng)用領(lǐng)域采用有源相控陣列天線的雙基地雷達(dá)系統(tǒng)中，主要解決的技術(shù)問題是給出一種實(shí)用的雙基地雷達(dá)收發(fā)波束在距離、方位和俯仰三維進(jìn)行波束同步的方法和計(jì)算過程。
【IPC分類】G01S13-00
【公開號(hào)】CN104535990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410814514
【發(fā)明人】黃金杰, 宋思盛, 姜洋, 王建強(qiáng), 劉亙煒
【申請(qǐng)人】西安電子工程研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日