基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明全向雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法及系統(tǒng)，該方法包括步驟：根據(jù)天線組合方式劃分空域；比幅測(cè)角計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)跡的方位角θ；進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，更新符合相關(guān)要求的航跡；對(duì)不符合相關(guān)要求的航跡，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角并建立航跡，或者進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理。本發(fā)明采用信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集技術(shù)，解決了測(cè)角模糊問(wèn)題，完善了基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角理論，使得具有眾多優(yōu)勢(shì)的該體制雷達(dá)投入到實(shí)際工程應(yīng)用成為可能。
【專利說(shuō)明】基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及更具體地說(shuō)，是涉及一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線在雷達(dá)及其他諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如用于通信、廣播電視領(lǐng)域電磁波的全方位發(fā)射和接收。基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)是一種新體制雷達(dá)，具有如體積小、功率小、重量輕、成本低和可靠性高等優(yōu)勢(shì)。在方位面全向發(fā)射和接收電磁波束的情況下如何測(cè)量目標(biāo)的方位角是該體制雷達(dá)首先面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。
[0003]基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)主要通過(guò)比幅測(cè)角來(lái)測(cè)量目標(biāo)的方位角，當(dāng)目標(biāo)回波以某個(gè)方位角進(jìn)入接收天線時(shí)，均勻分布的接收天線振子所對(duì)應(yīng)的三個(gè)通道會(huì)接收到不同幅度的回波信號(hào)，理論上可以通過(guò)解方程組的方式求出目標(biāo)方位角。在工程上實(shí)現(xiàn)時(shí)，三通道比幅測(cè)角精度受噪聲的影響較大而且計(jì)算繁瑣，因此可根據(jù)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的波束特性，通過(guò)通道合成形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，然后通過(guò)比較兩個(gè)通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角。如圖1所示為兩對(duì)振子的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線接收目標(biāo)回波示意圖，由于接收天線的振子具有180°對(duì)稱特性，不能區(qū)分目標(biāo)回波以θ角或Θ+180。進(jìn)入接收天線，比幅測(cè)角方法存在角度解算模糊問(wèn)題。基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角模糊的問(wèn)題是該體制雷達(dá)的固有特征，需要新的技術(shù)手段來(lái)解決該問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何解決現(xiàn)有全向雷達(dá)的測(cè)角模糊問(wèn)題。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，一方面，本發(fā)明提供了一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法，所述全向雷達(dá)包括4副獨(dú)立的發(fā)射天線，所述4副天線依次相差90°配置；所述方法包括步驟:
[0006]將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)，所述4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束；
[0007]接收目標(biāo)回波，形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角Θ ；
[0008]進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡的所述方位角Θ與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用所述方位角Θ更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。后再與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，此時(shí)如果符合相關(guān)要求，則用方位角Θ+1800更新航跡；
[0009]判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則，若不符則進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理；若符合則在建立航跡之前，根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
[0010]優(yōu)選地，所述將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)包括步驟:
[0011]將雷達(dá)探測(cè)空域劃分為第一天線和第二天線組合的第一組合發(fā)射區(qū)、第三天線和第四天線組合的第二組合發(fā)射區(qū)，同時(shí)得到第一天線和第四天線間的第一公共交疊區(qū)、第二天線和第三天線間的第二公共交疊區(qū)。
[0012]優(yōu)選地，所述根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角包括步驟:
[0013]如果目標(biāo)在區(qū)域第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第三天線和第四天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。；
[0014]如果目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ；否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。；
[0015]如果目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，同樣則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+1800，否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ。
[0016]優(yōu)選地，所述方法中，經(jīng)過(guò)通道合成處理形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道。
[0017]優(yōu)選地，所述判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則包括步驟:
[0018]判斷是否在多幀周期內(nèi)收到同一目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，如果是則符合；否則不符合。
[0019]另一方面，本發(fā)明還同時(shí)提供了一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角系統(tǒng)，所述全向雷達(dá)包括4副獨(dú)立的發(fā)射天線，所述4副天線依次相差90°配置；所述系統(tǒng)包括:
[0020]空域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)，所述4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束；
[0021]比幅測(cè)角模塊，用于接收目標(biāo)回波，形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角Θ ；
[0022]關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊，用于進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡的所述方位角Θ與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用所述方位角Θ更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。后再與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，此時(shí)如果符合相關(guān)要求，則用方位角θ+180°更新航跡；
[0023]真實(shí)測(cè)角模塊，用于判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則，若不符則進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理；若符合則在建立航跡之前，根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
[0024]優(yōu)選地，所述空域劃分模塊進(jìn)一步包括:
[0025]區(qū)域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域劃分為第一天線和第二天線組合的第一組合發(fā)射區(qū)、第三天線和第四天線組合的第二組合發(fā)射區(qū)，同時(shí)得到第一天線和第四天線間的第一公共交疊區(qū)、第二天線和第三天線間的第二公共交疊區(qū)。
[0026]優(yōu)選地，所述真實(shí)測(cè)角模塊進(jìn)一步包括:
[0027]發(fā)射區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在區(qū)域第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第三天線和第四天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為 Θ +180° ；
[0028]第一交疊區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為 Θ +180° ；
[0029]第二交疊區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。，否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ。
[0030]優(yōu)選地，所述比幅測(cè)角模塊中，經(jīng)過(guò)通道合成處理形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道。
[0031]優(yōu)選地，所述真實(shí)測(cè)角模塊中，判斷是否在多幀周期內(nèi)收到同一目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，如果是則符合建立航跡的準(zhǔn)則；否則不符合。
[0032]本發(fā)明采用信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集技術(shù)，解決了測(cè)角模糊問(wèn)題，完善了基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角理論，使得具有眾多優(yōu)勢(shì)的該體制雷達(dá)投入到實(shí)際工程應(yīng)用成為可倉(cāng)泛。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是兩對(duì)振子的旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線接收目標(biāo)回波示意圖；
[0034]圖2是左通道和右通道的形成示意圖；
[0035]圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中全向雷達(dá)發(fā)射天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中全向雷達(dá)發(fā)射時(shí)間空間分集示意圖；
[0037]圖5是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例為實(shí)施本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，所述描述是以說(shuō)明本發(fā)明的一般原則為目的，并非用以限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0039]基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的測(cè)角的基本方法是比幅測(cè)角，如圖1所示，當(dāng)目標(biāo)回波以Θ角進(jìn)入接收天線時(shí)，均勻分布的A、B兩對(duì)振子所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)通道會(huì)接收到不同幅度的回波信號(hào)，可以通過(guò)解方程組的方式求出Θ角。在工程上實(shí)現(xiàn)時(shí)，多通道的比幅測(cè)角精度受噪聲的影響較大而且計(jì)算繁瑣，因此可根據(jù)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的波束特性，通過(guò)通道合成形成信號(hào)幅度一致但相位不同的左和右通道，如圖2所示，然后通過(guò)比較兩個(gè)通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角。
[0040]但實(shí)際情況中，由于接收天線的振子物理上具有180°對(duì)稱特性，不能區(qū)分目標(biāo)回波以Θ角或θ+180°進(jìn)入接收天線，比幅測(cè)角方法存在角度解算模糊問(wèn)題，表現(xiàn)在求解方程組時(shí)，在0°?360°值域內(nèi)求出存在相差180°的兩個(gè)解。針對(duì)這種缺陷，本發(fā)明提出信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集法解決基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)的測(cè)角模糊問(wèn)題。
[0041]信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集是采用發(fā)射信號(hào)時(shí)間上交替覆蓋兩個(gè)測(cè)角模糊的空域達(dá)到解模糊的目的。發(fā)射時(shí)間空間分集需要發(fā)射天線具備空間指向的能力，在方位面形成兩個(gè)波束，每個(gè)波束覆蓋180°的空域，但在實(shí)際工作中兩個(gè)波束存在交疊的問(wèn)題，處于交疊區(qū)內(nèi)的目標(biāo)仍然不能解決測(cè)角模糊問(wèn)題。
[0042]本發(fā)明采用包含4副獨(dú)立的發(fā)射天線解決波束交疊區(qū)的問(wèn)題，如圖3所示為全向雷達(dá)發(fā)射天線組成示意圖。4副天線能根據(jù)測(cè)角需要配置成兩種交疊情況，當(dāng)?shù)谝惶炀€I和第二天線2為一組、第三天線3和第四天線4為另一組時(shí)，交疊區(qū)如圖4左圖所示；當(dāng)?shù)谝惶炀€I和第四天線4為一組、第二天線2和第三天線3為另一組時(shí)，交疊區(qū)如圖4右圖所示。在本發(fā)明中，采用信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集技術(shù)，解決了測(cè)角模糊問(wèn)題。其方法通過(guò)天線的組合劃分空域；首先利用比幅測(cè)角計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)跡的方位角Θ ;再進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，更新符合相關(guān)要求的航跡；對(duì)不符合相關(guān)要求的航跡，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角并建立航跡，或者進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理待獲得更詳細(xì)信息后再進(jìn)行上述處理。
[0043]更具體地，如圖5所示，解決目標(biāo)測(cè)角模糊問(wèn)題與雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)密切相關(guān)，圖5描述了如何獲得目標(biāo)的真實(shí)方位角:
[0044]如圖4左圖所示，將雷達(dá)探測(cè)空域劃分為第一天線I和第二天線2組合發(fā)射區(qū)SECT0R_1_2、第三天線3和第四天線4組合發(fā)射區(qū)SECT0R_3_4、公共交疊區(qū)SECT0R_C0M_1、SECT0R_C0M_2，4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束。
[0045]接收天線收到目標(biāo)回波，經(jīng)過(guò)通道合等處理形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，雷達(dá)信號(hào)處理機(jī)比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角，并向雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)發(fā)送點(diǎn)跡信息(方位角Θ )，點(diǎn)跡可能出現(xiàn)的區(qū)域?yàn)镾ECT0R_1_2、SECT0R_C0M_USECT0R_C0M_2o
[0046]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡(方位角Θ )與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用點(diǎn)跡(方位角Θ )更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。，然后再進(jìn)行點(diǎn)跡(方位角Θ+180。)與航跡相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用點(diǎn)跡(方位角Θ+180。)更新航跡。
[0047]雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡(方位角Θ )進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚等處理，如果在多幀周期內(nèi)收到同一目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，符合雷達(dá)數(shù)據(jù)處理算法建立航跡的準(zhǔn)側(cè)，則在建立航跡之前，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)點(diǎn)跡(方位角Θ )判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
[0048]具體地，如果目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_1_2內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第三天線3和第四天線4，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_1_2內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_3_4內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。。
[0049]如果目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_C0M_1內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線2和第三天線3，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_C0M_1內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ，否則，確定目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_C0M_2內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180°。
[0050]如果目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_C0M_2內(nèi)，同樣則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線2和第三天線3，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在區(qū)域SECT0R_C0M_1內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。，否則，確定目標(biāo)在區(qū)域SECTOR_COM_2內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ。
[0051]本發(fā)明采用發(fā)射信號(hào)時(shí)間上交替覆蓋兩個(gè)測(cè)角模糊的空域達(dá)到解模糊的目的。由于采用具備空間指向的能力的天線，在方位面形成兩個(gè)波束，每個(gè)波束覆蓋180°的空域，密切結(jié)合雷達(dá)數(shù)據(jù)處理流程，通過(guò)控制開(kāi)、關(guān)某種天線組合，交替覆蓋測(cè)角模糊的空域，解決了測(cè)角解模糊問(wèn)題。與本發(fā)明相近似的，還可采用發(fā)射頻率空間分集方案來(lái)替代解決測(cè)角模糊問(wèn)題，具體方法是采用兩個(gè)不同頻率的發(fā)射信號(hào)去覆蓋兩個(gè)測(cè)角模糊的空域，接收時(shí)通過(guò)頻率分集處理來(lái)到達(dá)解模糊的目的。該方式與本發(fā)明的發(fā)射時(shí)間空間分集法類似，需要發(fā)射天線具備空間指向的能力，發(fā)射天線在方位面至少能形成兩個(gè)波束，每個(gè)波束覆蓋180°的空域，但該方案需要更多的處理資源，從而導(dǎo)致系統(tǒng)成本更高，在此不再贅述。
[0052]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括上述實(shí)施例方法的各步驟，而所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是:R0M/RAM、磁碟、光盤、存儲(chǔ)卡等。因此，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)能理解，與本發(fā)明的方法相對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明還同時(shí)包括一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角系統(tǒng)，其中所述全向雷達(dá)包括4副獨(dú)立的發(fā)射天線，所述4副天線依次相差90°配置，與上述方法步驟一一對(duì)應(yīng)地，該系統(tǒng)包括:
[0053]空域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)，所述4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束；
[0054]比幅測(cè)角模塊，用于接收目標(biāo)回波，形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角Θ ；
[0055]關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊，用于進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡的所述方位角Θ與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用所述方位角Θ更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。后再與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，此時(shí)如果符合相關(guān)要求，則用方位角θ+180°更新航跡；
[0056]真實(shí)測(cè)角模塊，用于判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則，若不符則進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理；若符合則在建立航跡之前，根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
[0057]基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)在國(guó)內(nèi)是一部新體制雷達(dá)，具有如體積小、功率小、重量輕、成本低和可靠性高等優(yōu)勢(shì)。但由于接收天線的振子具有180°對(duì)稱特性，目標(biāo)方位角的求解過(guò)程存在模糊問(wèn)題，測(cè)角模糊是該新體制雷達(dá)的固有缺陷。本發(fā)明采用信號(hào)發(fā)射時(shí)間空間分集技術(shù)，解決了測(cè)角模糊問(wèn)題，完善了基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角理論，使得具有眾多優(yōu)勢(shì)的該體制雷達(dá)投入到實(shí)際工程應(yīng)用成為可能。
[0058]上述說(shuō)明示出并描述了本發(fā)明的若干優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述發(fā)明構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本發(fā)明的精神和范圍，則都應(yīng)在本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，所述全向雷達(dá)包括4副獨(dú)立的發(fā)射天線，所述4副天線依次相差90°配置；所述方法包括步驟: 將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)，所述4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束； 接收目標(biāo)回波，形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角Θ ; 進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡的所述方位角Θ與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用所述方位角Θ更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。后再與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，此時(shí)如果符合相關(guān)要求，則用方位角Θ+1800更新航跡； 判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則，若不符則進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理；若符合則在建立航跡之前，根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)包括步驟: 將雷達(dá)探測(cè)空域劃分為第一天線和第二天線組合的第一組合發(fā)射區(qū)、第三天線和第四天線組合的第二組合發(fā)射區(qū)，同時(shí)得到第一天線和第四天線間的第一公共交疊區(qū)、第二天線和第三天線間的第二公共交疊區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角包括步驟: 如果目標(biāo)在區(qū)域第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第三天線和第四天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ；否則，確定目標(biāo)在第二組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。； 如果目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。； 如果目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，同樣則在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+1800，否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法中，經(jīng)過(guò)通道合成處理形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則包括步驟: 判斷是否在多幀周期內(nèi)收到同一目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，如果是則符合；否則不符合。
6.一種基于旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線的全向雷達(dá)測(cè)角系統(tǒng)，其特征在于，所述全向雷達(dá)包括4副獨(dú)立的發(fā)射天線，所述4副天線依次相差90°配置；所述系統(tǒng)包括: 空域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域按所述4副天線的組合方式劃分為2個(gè)組合發(fā)射區(qū)和2個(gè)公共交疊區(qū)，所述4副天線同時(shí)向空中發(fā)射波束； 比幅測(cè)角模塊，用于接收目標(biāo)回波，形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道，比較左旋和右旋通道的相位差計(jì)算出目標(biāo)的方位角Θ; 關(guān)聯(lián)計(jì)算模塊，用于進(jìn)行點(diǎn)跡與航跡數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)計(jì)算，首先使用點(diǎn)跡的所述方位角Θ與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，如果符合相關(guān)要求，則用所述方位角Θ更新航跡；如果不符合相關(guān)要求，則將點(diǎn)跡中的方位角變?yōu)棣?180。后再與航跡進(jìn)行相關(guān)判斷，此時(shí)如果符合相關(guān)要求，則用方位角θ+180°更新航跡； 真實(shí)測(cè)角模塊，用于判斷與航跡不相關(guān)的點(diǎn)跡是否符合建立航跡的準(zhǔn)則，若不符則進(jìn)行點(diǎn)跡凝聚處理；若符合則在建立航跡之前，根據(jù)點(diǎn)跡的所述方位角Θ判斷目標(biāo)所在區(qū)域，關(guān)閉相關(guān)的天線組合，計(jì)算目標(biāo)真實(shí)方位角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空域劃分模塊進(jìn)一步包括: 區(qū)域劃分模塊，用于將雷達(dá)探測(cè)空域劃分為第一天線和第二天線組合的第一組合發(fā)射區(qū)、第三天線和第四天線組合的第二組合發(fā)射區(qū)，同時(shí)得到第一天線和第四天線間的第一公共交疊區(qū)、第二天線和第三天線間的第二公共交疊區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真實(shí)測(cè)角模塊進(jìn)一步包括: 發(fā)射區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在區(qū)域第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第三天線和第四天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二組合發(fā)射區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ +180° ； 第一交疊區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ ;否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ +180° ； 第二交疊區(qū)測(cè)角模塊，用于在初步判定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)時(shí)，在3個(gè)幀周期內(nèi)關(guān)斷第二天線和第三天線，如果仍然能夠收到目標(biāo)的信息，則確定目標(biāo)在第一公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ+180。，否則，確定目標(biāo)在第二公共交疊區(qū)內(nèi)，目標(biāo)的真實(shí)方位角為Θ。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述比幅測(cè)角模塊中，經(jīng)過(guò)通道合成處理形成信號(hào)幅度一致的左旋和右旋通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真實(shí)測(cè)角模塊中，判斷是否在多幀周期內(nèi)收到同一目標(biāo)的點(diǎn)跡信息，如果是則符合建立航跡的準(zhǔn)則；否則不符合。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104200112SQ201410458047
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】王盛鰲, 張容權(quán), 龔海烈, 趙懷坤, 何旭峰, 李娜 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司