CN103885039A - 一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统，在现有三坐标雷达装备采用方位机械搜索、俯仰相扫技术状态基础上，通过增加微波开关，实现方位差、俯仰差信号共用一个接收通道，并在雷达信号处理端巧妙的采用分段处理方式，利用振幅和差单脉冲测角方法，在一帧信号时间内，同时上报方位、俯仰角度信息，实现现有三坐标雷达俯仰高精度测角。

Description

一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统
技术领域
本发明涉及雷达测量领域，尤其涉及一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统。
背景技术
现有三坐标雷达普遍采用一维相控阵天线，方位机械搜索、俯仰相扫，实现目标方位角、高度角信息的提取。为了提高角度测量精度，一般采用振幅和差单脉冲测角方法，将相控阵天线阵面分为上下或者左右2个对称的部分，利用和差器对上下或者左右通道接收信号进行合成，输出和、差2路信号，在信号处理端进行和差比幅测角处理，得到高精度角度偏离信息。
现有技术主要有以下两种方式进行方位、俯仰测角：
一种方式在方位上采用振幅和差比幅测角，将雷达天线阵面分为左右2块，利用和差器对接收信号进行合成，输出和路、方位差2路信号，在信号处理端进行和差比幅测角处理，得到高精度方位角偏离信息。俯仰上则采用单脉冲最大比幅测角方法，选取信号最大值所对应的角度作为目标俯仰角；单脉冲最大比幅测角技术是建立在天线波束宽度较窄的条件下才能够较为精确的测角。与振幅和差单脉冲测角技术相比较而言，最大比幅测角技术在较窄的角度范围内，由于回波信号幅度变化较小，测角精度较差。在测角精度要求不是很高的情况，可以采用单脉冲最大比幅测角，但是仅仅局限于对测角精度要求不高的情况。
另一种方式采用双平面振幅和差单脉冲测角技术，将雷达天线阵面分为上下左右4块，利用和差器对接收信号进行合成，输出和路、方位差、俯仰差3路信号，在信号处理端进行和差比幅测角处理，得到高精度方位、俯仰角度偏离信息。此种技术一般是通过选用三通道旋转关节，输出和路、方位差、俯仰差3路信号，并采用三路接收通道处理，实现俯仰、方位角度偏离量的精确测量。三通道旋转关节较两通道旋转关节成本大幅提升，并且在射频接收以及信号处理端都需要三个通道对信号进行处理，需要更多的硬件资源，增加了设备量以及设备的复杂度，降低了产品的性价比，不利于产品推广。
如果能有一种成本低并且测量精度高的技术方案，将是十分有意义的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统，如图1所示，包括相控阵天线阵面、雷达信号处理组件、四个和差器、微波开关、时序控制组件；其中，
所述相控阵天线阵面分为四个部分，通过四个和差器产生分别用于距离提取的和路信号、用于俯仰角提取的俯仰差信号、用于方位角提取的方位差信号；
所述雷达信号处理组件设置有一个和接收通道和一个差接收通道，用于接收并处理和路信号，通过分段处理的方式处理俯仰差信号和方位差信号；
所述微波开关位于射频前端差接收通道，用于对方位差信号和俯仰差信号进行二选一的切换；
所述时序接口控制组件用于产生开关控制数字信号，控制微波开关和雷达信号处理组件，实现方位差、俯仰差射频信号的切换，实现方位差、俯仰差信号分段处理控制。
进一步的，差接收通道将目标点数分为两部分，一半点用于方位差信号的处理，另一半点用于俯仰差信号的处理。
进一步的，所述微波开关在一帧时间内进行两次切换，实现方位差、俯仰差信号共用一个接收通道，并在一帧信号时间内同时上报方位、俯仰角度信息。
本发明的有益效果是：
本发明通过增加微波开关，实现方位、俯仰差信号共用差接收通道，并在雷达信号处理端对差接收通道信号进行分段处理，既保证了雷达威力指标不变，又实现了方位、俯仰角度的精确测量。本发明较现有技术中利用三个通道接收实现方位、俯仰测角的方式，节省了一个通道的硬件资源，不再需要使用价格昂贵的三通道旋转关节，在保证雷达威力、同样实现方位、俯仰高精度测角的条件下，节约了资源、降低了装备成本，提升了装备性价比。
另外，所述微波开关控制信号是时序接口控制组件产生的数字信号，因此，可实现与雷达信号处理的完全同步。
附图说明
图1为本发明系统框图。
具体实施方式
本发明的设计构思为：在现有三坐标雷达装备采用方位机械搜索、俯仰相扫技术状态基础上，通过增加微波开关，实现方位差、俯仰差信号共用一个接收通道，并在雷达信号处理端巧妙的采用分段处理方式，利用振幅和差单脉冲测角方法，在一帧信号时间内，同时上报方位、俯仰角度信息，实现现有三坐标雷达俯仰高精度测角。
下面对本发明的详细技术方案进行说明。
本发明所述基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统包括一个雷达信号处理组件、相控阵天线阵面、四个和差器、一个微波开关、时序控制组件。
所述相控阵天线阵面分为A、B、C、D四个部分，通过四个和差器，产生A＋B＋C＋D和路信号、A＋B－C－D俯仰差信号、A＋C－B－D方位差信号。所述和路信号、俯仰差信号、方位差信号分别用于距离的提取、俯仰角的提取、方位角的提取。
所述雷达信号处理组件设置有一个和接收通道和一个差接收通道，用于接收并处理和路信号，通过分段处理的方式处理俯仰差信号和方位差信号；
所述微波开关位于射频前端差接收通道，用于对方位差信号和俯仰差信号进行二选一的切换；
所述时序接口控制组件用于产生开关控制数字信号，控制微波开关和雷达信号处理端，实现方位差、俯仰差射频信号的切换，实现方位差、俯仰差信号分段处理控制。
本发明的工作原理为：在雷达信号处理端进行信号处理时，和接收通道积累目标点数N用于测量目标距离；差接收通道将目标点数N分为两部分，N/2点用于方位差信号的处理，N/2点用于俯仰差信号的处理。利用振幅和差单脉冲测角方法，在一帧信号时间内，微波开关进行快速切换，从而实现一帧信号时间内同时上报方位、俯仰角度信息，实现现有三坐标雷达俯仰高精度测角。
由于开关控制信号为时序接口控制组件产生的数字信号，基本不产生时移，因此，可实现微波开关与雷达信号处理的完全同步；雷达信号处理过程中，只对差通道信号进行了分段处理，因此，不影响雷达威力指标。
本发明的有益效果为：
本发明通过增加微波开关，实现方位、俯仰差信号共用差接收通道，并在雷达信号处理端对差接收通道信号进行分段处理，既保证了雷达威力指标不变，又实现了方位、俯仰角度的精确测量。本发明较现有技术中利用三个通道接收实现方位、俯仰测角的方式，节省了一个通道的硬件资源，不再需要使用价格昂贵的三通道旋转关节，在保证雷达威力、同样实现方位、俯仰高精度测角的条件下，节约了资源、降低了装备成本，提升了装备性价比。
另外，所述微波开关控制信号是时序接口控制组件产生的数字信号，因此，可实现与雷达信号处理的完全同步。

Claims (3)

1. 一种基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统，其特征在于，包括相控阵天线阵面、雷达信号处理组件、四个和差器、微波开关、时序控制组件；其中，
所述相控阵天线阵面分为四个部分，通过四个和差器产生分别用于距离提取的和路信号、用于俯仰角提取的俯仰差信号、用于方位角提取的方位差信号；
所述雷达信号处理组件设置有一个和接收通道和一个差接收通道，用于接收并处理和路信号，通过分段处理的方式处理俯仰差信号和方位差信号；
所述微波开关位于射频前端差接收通道，用于对方位差信号和俯仰差信号进行二选一的切换；
所述时序接口控制组件用于产生开关控制数字信号，控制微波开关和雷达信号处理组件，进行方位差、俯仰差射频信号的切换，实现方位差、俯仰差信号分段处理控制。
2.如权利要求1所述的基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统，其特征在于，差接收通道将目标点数分为两部分，一半点用于方位差信号的处理，另一半点用于俯仰差信号的处理。
3. 如权利要求1或2所述的基于周视搜索雷达的通道复用俯仰测角系统，其特征在于，所述微波开关在一帧时间内进行两次切换，实现方位差、俯仰差信号共用一个接收通道，并在一帧信号时间内同时上报方位、俯仰角度信息。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106291527A (zh) * 2016-07-26 2017-01-04 上海无线电设备研究所 基于固定指向天线宽波束测角的雷达装置
CN112965028A (zh) * 2021-02-10 2021-06-15 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 多波束相控阵差和比角度估计方法

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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