CN102269812A - 用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其包括如下步骤：步骤一、提供机械式扫描雷达；步骤二、使机械式扫描雷达的波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动，并使波束的宽度为a，且波束与天线的法线指向轴F的夹角为b；步骤三、控制机械式扫描雷达的天线作方位、俯仰运动，使机械式扫描雷达的扫描波束同时进行方位、俯仰及高速圆锥扫描运动，对位于机械式扫描雷达扫描波束范围内的高速运动目标进行探测；步骤四、将步骤三对高速移动目标扫描的探测信号反馈到伺服、信号处理及终端等雷达分系统，雷达通过对探测信号分析处理后完成对高速移动目标的探测。本发明探测精度高，探测速度快，可靠性好，适用范围广。

Description

用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法

技术领域

本发明涉及一种雷达探测高速移动目标的扫描方法，尤其是一种用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，属于雷达探测的技术领域。

背景技术

在雷达探测领域中，从波束(所述波束指雷达天线方向图中的主瓣波束，下同)的扫描方式可将雷达分成两类：常规机械式扫描雷达和相控阵雷达。常规机械式扫描雷达的天线波束往往与天线指向的相对位置是固定的，它是用天线的运动来完成雷达天线的波束在空间实现扫描的。相控阵雷达是用电的方式控制雷达波束的指向变化进行扫描的，这种方式被称为电扫描。它是使用“移相器”来实现雷达波束转动。相控阵雷达的天线是由大量的辐射器组成的阵列，每个辐射器的后面都接有一个可控移相器，每个移相器都由计算机控制。相控阵雷达性能优异但造价昂贵。因此，除了一些特殊使用的场合，绝大部分还是使用机械式扫描雷达。

机械式扫描雷达为了便于提高测量性能，尽量将波束做得很细。由于其波束运动是由天线的机械运动控制的，天线传动系统无法做到高速运转让雷达波束在较短的时间内完成对较大空域的扫描与覆盖，这就很难探测到高速移动的目标。为了用机械式扫描雷达对高速移动目标的早期发现与探测往往由一种在机械式扫描雷达中称作预警和搜索类雷达来完成，这类雷达为了便于发现目标，往往将波束做得很宽(甚至是面状)，这样当天线扫描一周可以扫描与覆盖到较大的空域，以便于发现高速移动的目标。但由于波束较宽，无法对目标的有关参数进行精确测量。

上述机械式扫描雷达的波束通常都是固定的，对预警和搜索类雷达而言由于波束很宽，为了保证探测性能，必须将发射机的功率做得很大，天、馈线技术也很复杂，整机成本就很高。

在机械式扫描雷达中还有一种雷达叫机械式圆锥扫描精密跟踪雷达(以下简称精密跟踪雷达)，它的波束是作机械式圆锥扫描的。精密跟踪雷达可以完成对高速移动目标的跟踪与角度的精确测量，但它很难发现目标。实际工作时往往是先通过预警和搜索类雷达首先发现目标，然后再去引导精密跟踪雷达对高速移动目标进行精确测量与跟踪。

精密跟踪雷达通过控制雷达天线的波束围绕天线法向指向做圆锥扫描，通过圆锥扫描波束扫描同一个点目标，得到上下和左右的角误差信号，由角误差信号来反馈给伺服系统，从而完成对目标的跟踪及角度测量工作的。

由于圆锥扫描波束须扫描同一个点目标，因此必须要求圆锥扫描的夹角(或称顶角，即：波束偏离天线法向指向的角度)很小，一般要求不得大于波束宽度的半功率点，否则对于精密跟踪雷达而言是毫无意义的。另外，波束偏离天线法向指向的角度若过大，会对天线的一些指标有一定的损失，对雷达天线、馈线的设计会带来一定的难度。

由于上述原因，多年来在雷达探测领域中，一般认为：波束的圆锥扫描技术主要用于精密跟踪雷达的测角功能上，大夹角的圆锥扫描波束，无论对精密跟踪雷达或其它用途的雷达而言意义不大；为了探测到高速移动的目标，往往由固定波束、并将波束做得很宽的预警和搜索类雷达来完成。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其探测精度高，探测速度快，扫描覆盖范围广，降低扫描成本，可靠性好，适用范围广。

按照本发明提供的技术方案，一种用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，所述雷达探测方法包括如下步骤：

步骤一、提供机械式扫描雷达；

步骤二、调节机械式扫描雷达的天线、馈线系统，使机械式扫描雷达的波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动，并使波束的宽度为a，且波束与天线的法线指向轴F的夹角为b；

步骤三、控制机械式扫描雷达的天线作方位、俯仰运动，使机械式扫描雷达的扫描波束同时进行方位、俯仰及高速圆锥扫描运动，对位于机械式扫描雷达扫描波束范围内的高速运动目标进行探测；

步骤四、将步骤三对高速移动目标扫描、探测到的信号反馈到雷达分系统，完成对高速移动目标的探测。

所述步骤二中，机械式扫描雷达的波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动的方法通过采用机械式扫描雷达的馈源旋转或卡式天线的副面天线旋转实现。

所述步骤二中，波束旋转的最高速度ω为：30·F_T/(π·b)；其中，ω的单位为r/min，F_T为脉冲调制型发射机的重复频率或连续雷达的取样帧频率，b为波束与天线的法线指向轴F的夹角。

所述步骤二中，波束与天线的法线指向轴F的夹角b为0～45度。

所述步骤二中，当机械式扫描雷达为脉冲调制型或连续波雷达时，调节发射机的脉冲调制重复频率F_T或连续波雷达的信号取样真频率F_T，所述频率的最高值能使波束绕天线的法线方向作高速圆锥扫描运动且天线法向轴方向F同时作方位、俯仰运动时，相邻两个的对应波束的间隔不大于波束宽度a。

所述步骤三中，波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动的周期为T，天线的方位、俯仰运动的速度在时间T内不大于1个波束宽度a。

所述步骤三中，当机械式扫描雷达同时作方位、俯仰且波束作高速圆锥运动时，波束指向的方位角α，俯仰角β的分别表示为：

$\mathrm{\α}=\mathrm{arctg}\left(\frac{\sin f\·\cos y\·\cos b-\sin f\·\sin y\·\sin b\·\cos c+\cos f\·\sin b\·\sin c}{\cos f\·\cos y\·\cos b-\cos f\·\sin y\·\sin b\·\cos c-\sin f\·\sin b\·\sin c}\right);$

β＝arcsin(sinf·cosb+sinb·cosc·cosf)；

其中，f为天线法线指向轴F的方位角，y为天线法线指向轴F的俯仰角，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角，c为波束作圆锥扫描运动以圆锥的最高点为参照点转过的角度。

所述步骤二中，当天线做方位扫描时，天线的波束覆盖的空间范围为：X·(a+2b)；其中，X为天线做方位运动的范围，a为波束的宽度，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角。

所述步骤二中，当天线做俯仰扫描时，天线的波束覆盖的空间范围为：Y·(a+2b)；其中，Y为天线做俯仰运动的范围，a为波束的宽度，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角。

在波束高速扫描过程中，天线发出的每个波束的形状及性能一致。

本发明的优点：在确保雷达波束形状不发生变化的前提下，通过让波束绕天线法线轴F作高速圆锥运动，可以让波束在相对较短的时间内扫描、覆盖到较大的空间，从而使机械式雷达的扫描覆盖能力达到相控阵雷达波束对空间快速覆盖的能力；在保持天线的波束较好探测性能的前提下，起到扩展波束宽度的效果，提高了机械式雷达的扫描覆盖能力，从而解决了在通常情况下现有机械式扫描雷达无法取代预警和搜索类雷达的难题，在提高探测性能的同时还可降低成本，达到意想不到的探测效果；同时，克服了现有的技术偏见：即圆锥扫描技术主要用于精密跟踪雷达的测角功能上，大夹角的圆锥扫描波束，无论对精密跟踪雷达或其它用途的雷达而言意义不大；另外，还可以拓宽雷达天馈线研究的领域、延伸出新的研究课题，据此可开发出新的雷达品种；探测精度高，探测速度快，扫描覆盖范围广，降低雷达成本，可靠性好，适用范围广。

附图说明

图1为现有机械式扫描雷达的针状波束主瓣图。

图2为现有机械式圆锥扫描精密跟踪雷达的波束图。

图3为采用本发明圆锥扫描方法的波束图。

图4为采用本发明圆锥扫描方法的波束空间分布图。

附图标记说明：1-天线、2-波束。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，为现有机械式扫描雷达的针状波束主瓣图。现有的机械式扫描雷达的波束2是与雷达的天线法线指向轴F的方向是一致的，波束2宽度a很窄；但是这种波束2具有较好的方向性，与预警和搜索类雷达较宽的波束2相比，其角度测量性能更好，用较小的发射功率就可以探测到较远的目标。由于现有机械式扫描雷达的波束2往往与天线法线指向F的相对位置是固定的，通过利用天线1的运动来完成雷达天线的波束2在空间扫描，由于天线1运动速度有限，因此，现有机械式雷达的天线传动系统无法做到高速运转让雷达波束在较短的时间内完成较大空域的扫描与覆盖，这就很难探测到高速移动的目标。

如图2所示：为现有精密跟踪雷达通过控制雷达天线的波束围绕天线法线指向作小角度的高速圆锥扫描运动的波束图；其中，a为波束2的宽度，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角，ω为波束2绕天线法线指向轴F旋转的速度。通过圆锥扫描波束扫描同一个点目标，得到点目标上下、左右的角度误差信号，并将角度误差信号反馈到伺服系统，由伺服系统对角度误差信号进行分析处理，从而完成对目标的跟踪以及精确测量角度的工作。为了达到精密跟踪雷达的测量指标要求，必须将天线1的波束2偏离天线法线指向轴F的偏离夹角控制在天线波束2的半功率点内，即偏离夹角要小于等于a/2，其中a为波束2的宽度。精密跟踪雷达控制波束作圆锥扫描运动的目的是为了精确测量角度和跟踪，虽然与固定波束的现有机械式扫描雷达比较，精密跟踪雷达的波束具有一定程度的展宽(最多达到2a)，但是还无法达到让雷达波束在较短时间内完成较大空域的覆盖、探测到高速移动目标的目的。

为了能够让现有的机械式扫描雷达能够完成对高速移动目标的探测，所述雷达探测扫描方法包括如下步骤：

步骤一、提供机械式扫描雷达；

步骤二、调节机械式扫描雷达的天线1和馈线，使机械式扫描雷达的波束2绕天线法线指向轴F作高速圆锥扫描运动，并使波束2的宽度为a，且波束2与天线法线指向轴F的夹角为b，如图3所示；

图3中，a为波束2的宽度，b为波束2绕天线法线指向轴F作高速圆锥运动时，波束2与天线法线指向轴F的夹角，所述b的取值范围不受精密跟踪雷达夹角的范围限制，只要b与a的取值能够达到相应雷达的性能指标即可；H为波束2作高速圆锥扫描运动到达最高点的指向，ω为波束2绕天线法线指向轴F旋转的速度；

为了让现有机械式扫描雷达的波束2绕天线法线指向轴F作高速圆锥扫描运动，通过机械式扫描雷达的馈源旋转或卡式天线的副面天线旋转，也可以采用其他的手段或者方式来实现，只要让波束2绕天线法线指向轴F方向作圆锥运动即可；由于波束2总是从天线1向外发出且波束2绕天线法线指向轴F运动，因此波束2的扫描路径形成圆锥状，即波束2绕天线法线指向轴F作高速圆锥运动；所述馈源旋转或副面天线的旋转(波束的旋转)的最高速度ω可以达到：30·F_T/(π·b)

其中，ω的单位为r/min，F_T为脉冲调制型发射机的重复频率或连续雷达的取样帧频率，b为波束与天线的法线指向轴F的夹角。

即波束2能够高速完成一次圆锥扫描运动；波束2与天线法线指向轴的夹角b的范围可以为0～45度范围内(且b的取值大于0度)，波束2与天线法线指向轴F的夹角b取不同值时，可以使机械式扫描雷达的波束2扫描具有不同的空域范围。波束2做高速圆锥运动一周的时间为T，当波束2的宽度a确定后，所述波束2的角度测量精度也就随着确定，能够使采用本发明扫描方法的机械式扫描雷达与现有机械式扫描雷达具有相同的角度测量精度；波束2的宽度a及波束2与天线的反向指向轴F的夹角b范围均应根据雷达的用途及雷达的总体性能指标进行相应选择。

当机械式扫描雷达的发射机为脉冲调制型时，调节发射机的脉冲调制的重复频率F_T；若是连续波雷达时，调节其信号取样的帧频率F_T，并使所述频率的最高值能使波束绕天线的法线方向作高速圆锥扫描运动且天线法向轴方向F同时作方位、俯仰运动时，相邻两个的对应波束的间隔不大于波束宽度a，以确保相邻两个脉冲或取样序列的对应波束在空间中没有留下间隙。

步骤三、控制机械式扫描雷达的天线1作方位、俯仰运动，使机械式扫描雷达的扫描波束同时进行方位、俯仰及高速圆锥扫描运动，对位于机械式扫描雷达扫描波束范围内的高速运动目标进行探测，如图4所示；

图4中，F为天线法线指向轴的方向，e为对应于波束宽度a在空间覆盖的范围，m为波束2以b为夹角绕天线法线指向轴F作旋转运动时波束指向轴到法线指向轴F的距离，H为波束2作圆锥扫描运动到达最高点的指向，G为波束做圆锥扫描时以H点为参照点转过角度c后的指向，c为波束2做圆锥扫描时从最高点H到G点时转过的角度。

波束2绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动的周期为T，天线1的方位、俯仰运动的速度在时间T内不大于1个波束宽度a，以确保波束2可以全部覆盖所扫描过的空域，而不留下探测的空隙。

当波束2做高速圆锥扫描运动的同时，天线1作方位、俯仰运动时，波束2的指向是由雷达天线法线指向轴F的方位角f、俯仰角y以及波束绕天线法线指向轴F旋转运动的空间位置共同确定。

当天线1作方位、俯仰运动同时波束2作高速圆锥扫描运动时，波束指向的方位角α，俯仰角β的分别表示为：

$\mathrm{\α}=\mathrm{arctg}\left(\frac{\sin f\·\cos y\·\cos b-\sin f\·\sin y\·\sin b\·\cos c+\cos f\·\sin b\·\sin c}{\cos f\·\cos y\·\cos b-\cos f\·\sin y\·\sin b\·\cos c-\sin f\·\sin b\·\sin c}\right);$

β＝arcsin(sinf·cosb+sinb·cosc·cosf)；

其中，f为天线法线指向轴F的方位角，y为天线法线指向轴F的俯仰角，b为波束与天线法向轴的夹角，c为波束作圆锥扫描运动以圆锥的最高点为参照点转过的角度；天线法线指向轴F的方位角f与俯仰角y分别为天线1与正北、水平面相应的夹角。

步骤四、将步骤三对高速移动目标扫描的探测信号反馈到伺服、信号处理、终端等雷达分系统，完成对高速移动目标的探测。

当波束2按图3所示的方向作高速圆锥扫描运动一周后，波束2在空间的覆盖范围如图4所示。由于波束2的圆锥扫描运动每分钟可达数千转，完成一圈的时间很短，这样当天线1的传动系统同时配合做方位或俯仰运动时，天线1的波束2在单位时间内对空间的扫描与覆盖、探测范围就比固定波束的常规机械式扫描雷达大得多；而相对于精密跟踪雷达，由于本方案的用途和要求不一样，波束2与天线法线指向轴F的夹角b大于等于a/2，因此能够具有较大的覆盖区域及探测范围，从而当高速移动目标处于扫描雷达波束的扫描范围内时，能够及时有效地探测到高速移动目标。

对于固定波束的现有机械式扫描雷达天线方位扫描一周其波束覆盖的空域仅仅是：(360°*a)，其中a是波束2的宽度；对于精密跟踪雷达波束对应的最大覆盖的空域：(360°*2a)；对于用本发明的方案，对应的覆盖的空域可达到：[360°*(a+2b)]。比如：当a＝1°，b＝5°时，发射频率取2000Hz，波束2旋转一圈的周期取16ms(3750r/min)，则天线1只需用不到6s的时间所覆盖的空域是：[360°*11°]。天线1方位只需以6s为周期转一圈，也就是每分钟10转，工程上很容易实现。而若用固定波束的常规机械式扫描雷达在6s的时间内覆盖同样的空域，天线1方位的转速必须以不低于每分钟110转的速度运转；若用精密跟踪雷达也要用不低于每分钟55转的速度运转，这在工程上几乎不可能实现，而且探测效果很差，很难探测到高速移动目标。

精密跟踪雷达表面上波束2也是做圆锥扫描运动，但其根本目的不是为了展宽波束，而是为了测量角度，得到角度误差信号。它不必对每个波束的指向计算其空间角度，它只关心的是天线法线指向轴F的空间角度，这与本发明有着本质的区别，雷达扫描与工作原理也完全不同。

对于本发明而言对每个发射脉冲或每个采样序列(如连续波雷达)对应的每个波束2的空间指向角度必须进行计算。雷达工作、对目标角度的测量计算、对空域的波束覆盖是建立在雷达天线的方位轴、俯仰轴、旋转波束的空间位置等三方面共同协同工作的基础上的；即波束的指向是由雷达天线法线指向轴F的方位角f、俯仰角y、以及波束绕天线法线指向轴F作圆锥运动的空间位置等三维位置共同作用的结果决定的。

当天线1在驱动机构作用下作方位扫描运动时，由于波束2以b的偏转角高速圆锥运转，波束2在俯仰方向上在极短的时间内(高速圆锥扫描旋转的周期)探测到了(a+2b)的范围。同理，若天线1在驱动机构作用下做俯仰扫描运动时，波束2在天线1的方位上也可在极短的时间内探测到了(a+2b)的范围。用本发明的扫描方法从对空域扫描、覆盖范围方面来说，相当于用波束2为(a+2b)的天线在扫描。对于用同样功率的发射机，其探测性能(探测距离、角度分辨率等)却还是与波束宽度为a的天线几乎一样。所以用本发明描述的扫描方法完全可以很好地探测高速运动的目标。

另外，由于波束2在作圆锥扫描的速度可达每分钟数千转，当加大波束与天线法线指向轴F的夹角b到一定程度后，用本发明描述的方法可以做到每个相邻的两个发射脉冲或相邻的两个采样序列(如连续波雷达)对应的波束可以移动1个波束宽度a的角度间隔。这样与相控阵雷达比较，除了不能随意变换波束等功能外，若从单位时间内波束2对空间覆盖的范围与能力方面来比较是完全一样的，这是以前机械式扫描雷达无法做到的。而且相控阵雷达当波束扫描到边缘处(偏离天线法向较大的角度)，其波束2的形状与中间位置是不一样的(变差了)，这对一些需要做定量测量的场合是很不利的，测量效果不会很理想。而本发明的扫描方法每个波束的行状是一样的，这更有利于需要做定量测量的应用场合使用。

如图3和图4所示：使用时，根据雷达天线的性能指标，确定相应的波束2的宽度a及波束2绕天线法向轴F转动时，波束2与天线法线轴F间的夹角b；并根据雷达的天线1和馈线结构，使波束2能绕天线法向轴F做高速圆锥运动。工作时，雷达的天线在驱动机构作用下，天线1做方位运动或俯仰运动，或者同时进行方位与俯仰运动，当天线1运动时，波束2在空间内绕天线法向轴F作高速圆锥运动，当天线1不运动时，波束2在空间中的运动路径形成圆锥状，当天线1作相应运动时，波束2在空间中的运动路径形成一系列相应的圆锥状运动，从而提高了波束2的空域扫描覆盖范围。天线1在进行方位或俯仰运动时，波束2能够完成一个周期内的圆锥扫描，由于波束2运动的高速性，当高速运动目标处于波束2的扫描范围内时，就能够将高速运动目标的探测信号反馈到雷达伺服、信号处理、终端等分系统内，根据相应的计算处理后，雷达能够显示测量出相应的高速运动目标的有关特性，从而完成对高速移动目标的探测。

本发明在确保雷达波束2形状不发生变化的前提下，通过让波束2绕天线法线轴F作高速圆锥运动，可以让波束2在相对较短的时间内扫描、覆盖到较大的空间，从而使机械式雷达的扫描覆盖能力达到相控阵雷达波束对空间快速覆盖的能力；在保持天线的波束2较好探测性能的前提下，起到扩展波束宽度的效果，提高了机械式雷达的扫描覆盖能力，从而解决了在通常情况下现有机械式扫描雷达无法取代预警和搜索类雷达的难题，在提高探测性能的同时还可降低成本，达到意想不到的探测效果；同时，克服了现有的技术偏见：即圆锥扫描技术主要用于精密跟踪雷达的测角功能上，大夹角的圆锥扫描波束，无论对精密跟踪雷达或其它用途的雷达而言意义不大。另外，还可以拓宽雷达天馈线研究的领域、延伸出新的研究课题，据此可开发出新的雷达品种；探测精度高，探测速度快，扫描覆盖范围广，降低雷达成本，可靠性好，适用范围广。

Claims (10)

1.一种用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是，所述雷达探测方法包括如下步骤：

步骤一、提供机械式扫描雷达；

步骤二、调节机械式扫描雷达的天线、馈线系统，使机械式扫描雷达的波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动，并使波束的宽度为a，且波束与天线的法线指向轴F的夹角为b；

步骤三、控制机械式扫描雷达的天线作方位、俯仰运动，使机械式扫描雷达的扫描波束同时进行方位、俯仰及高速圆锥扫描运动，对位于机械式扫描雷达扫描波束范围内的高速运动目标进行探测；

步骤四、将步骤三对高速移动目标扫描、探测到的信号反馈到雷达分系统，完成对高速移动目标的探测。

2.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，机械式扫描雷达的波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动的方法通过采用机械式扫描雷达的馈源旋转或卡式天线的副面天线旋转实现。

3.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，波束旋转的最高速度ω为：30·F_T/(π·b)；其中，ω的单位为r/min，F_T为脉冲调制型发射机的重复频率或连续雷达的取样帧频率，b为波束与天线的法线指向轴F的夹角。

4.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，波束与天线的法线指向轴F的夹角b为0～45度。

5.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，当机械式扫描雷达为脉冲调制型或连续波雷达时，调节发射机的脉冲调制重复频率FT或连续波雷达的信号取样真频率FT，所述频率的最高值能使波束绕天线的法线方向作高速圆锥扫描运动且天线法向轴方向F同时作方位、俯仰运动时，相邻两个的对应波束的间隔不大于波束宽度a。

6.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤三中，波束绕天线的法线指向轴F作高速圆锥扫描运动的周期为T，天线的方位、俯仰运动的速度在时间T内不大于1个波束宽度a。

7.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤三中，当机械式扫描雷达同时作方位、俯仰且波束作高速圆锥运动时，波束指向的方位角α，俯仰角β的分别表示为：

$\mathrm{\α}=\mathrm{arctg}\left(\frac{\sin f\·\cos y\·\cos b-\sin f\·\sin y\·\sin b\·\cos c+\cos f\·\sin b\·\sin c}{\cos f\·\cos y\·\cos b-\cos f\·\sin y\·\sin b\·\cos c-\sin f\·\sin b\·\sin c}\right);$

β＝arcsm(sinf·cosb+sinb·cosc·cosf)；

其中，f为天线法线指向轴F的方位角，y为天线法线指向轴F的俯仰角，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角，c为波束作圆锥扫描运动以圆锥的最高点为参照点转过的角度。

8.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，当天线做方位扫描时，天线的波束覆盖的空间范围为：X·(a+2b)；其中，X为天线做方位运动的范围，a为波束的宽度，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角。

9.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：所述步骤二中，当天线做俯仰扫描时，天线的波束覆盖的空间范围为：Y·(a+2b)；其中，Y为天线做俯仰运动的范围，a为波束的宽度，b为波束与天线法线指向轴F间的夹角。

10.根据权利要求1所述的用机械式圆锥扫描波束对高速移动目标实现探测的方法，其特征是：在波束高速扫描过程中，天线发出的每个波束的形状及性能一致。

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