CN104931958A - 一种双差波束测角方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双差波束测角方法及系统，利用天线四个象限形成的双差波束通道，实现对目标的角度测量。根据天线阵面的四个象限，得到两路和信号通道，四路差信号通道，二次差信号通道，方位差通道，及俯仰差通道；通过比较二次差信号通道与方位差通道的信号得到方位角；通过比较二次差信号通道与俯仰差通道的信号得到俯仰角。本发明能够有效抑制外界干扰，对偏离天线视轴方向较大角度范围内目标进行精确测角，保证相控阵雷达对多目标的精确定位。

Description

一种双差波束测角方法及系统

技术领域

本发明涉及相控阵雷达测角技术，特别涉及一种双差波束测角方法及系统。

背景技术

单脉冲测角技术是通过对一个侦测到的单脉冲进行测量，获得该信号角度的技术。单脉冲测角技术主要用于跟踪雷达，用来测量一个目标相对于雷达天线视轴的角度，通过它把角度误差反馈给天线，从而使目标尽量靠近天线的视轴。

单脉冲测角技术主要分成两大类，即比相单脉冲技术和比幅单脉冲技术。比相和比幅单脉冲都是将天线分成四个象限。比相法利用四个象限间的相位不同，且相位差与视轴到目标之间的角度成比例来完成角误差的测量。比幅法通过和通道和差通道测量信号的幅度，通过值的大小和极性确定波束的特性点，从而获得目标偏离天线视轴的角度。

传统的和差三通道单脉冲测角方法，是通过天线中的微波信号合成网络将四个象限的微波信号形成三路通道，分别为和通道、方位差通道和俯仰差通道。通过通道间的比较完成方位角和俯仰角的测量，可完成靠近天线视轴的目标的精确跟踪任务。由于相控阵雷达的天线波束指向具有快速灵活的特点，除了对天线视轴方向附近角度区域的目标进行跟踪，还可以对该角度区域范围外的目标进行定位。然而，当天线波束指向偏离天线视轴方向较大角度时，和波束通道的增益会减小，同时进入和波束通道的干扰会增加，此时再使用传统的和差三通道测角方式会对测角带来较大误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双差波束测角方法及系统，利用对天线四象限进行两次差通道得到的信号，分别与传统差通道的信号进行比相或比幅，实现对大角度目标的角误差测量。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种双差波束测角方法，其包含以下步骤：

S1、将天线阵面划分为四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

S2、利用天线中的微波信号合成网络形成两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D；

S3、利用微波信号合成网络形成四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D；

S4、利用微波信号合成网络形成二次差信号通道（A–C）–（B–D）；

S5、利用微波信号合成网络形成方位差通道（A+B）–（C+D）和俯仰差通道（A–B）+（C–D）；

S6、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号送入比较器，得到方位角；

S7、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号送入比较器，得到俯仰角。

优选地，所述双差波束测角方法用于进行相控阵雷达的单脉冲测角。

本发明的另一个技术方案是提供一种双差波束测角系统，其包含：

天线中的微波信号合成网络；

划分天线阵面形成的四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D，由所述微波信号合成网络对相应象限的信号进行处理得到：

四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D，由所述微波信号合成网络对相应象限的信号进行处理得到：

二次差信号通道（A–C）–（B–D），由所述微波信号合成网络对差通道A–C和差通道B–D的信号进行处理得到；

方位差通道（A+B）–（C+D），由所述微波信号合成网络对和通道A+B及和通道C+D的信号进行处理得到；

俯仰差通道（A–B）+（C–D），由所述微波信号合成网络对差通道A–B及差通道C–D的信号进行处理得到的；

第一比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号进行比较得到方位角；

第二比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号进行比较，得到俯仰角。

优选地，所述双差波束测角系统用于相控阵雷达。

与现有技术相比，本发明所述双差波束测角方法及系统，具有以下优点：

本发明利用双差波束来完成相控阵雷达的单脉冲测角，可有效提高相控阵雷达的性能指标。本发明可以有效的抑制外界干扰，对偏离天线视轴方向较大角度范围内目标进行精确测角，保证相控阵雷达对多目标的精确定位。

附图说明

图1是天线阵面的象限划分；

图2是双差波束通道测角流程框图。

具体实施方式

为详细说明本方法的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

本发明的双差波束测角方法及系统，利用对天线四象限进行两次差通道得到的信号，分别与传统差通道的信号进行比相或比幅，实现对大角度目标的角误差测量。

请参阅图1和图2，本发明方法的实施包括如下步骤：

S1、将天线阵面划分为四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

S2、利用天线中的微波信号合成网络形成两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D；

S3、利用微波信号合成网络形成四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D；

S4、利用微波信号合成网络形成二次差信号通道（A–C）–（B–D）；

S5、利用微波信号合成网络形成方位差通道（A+B）–（C+D）和俯仰差通道（A–B）+（C–D）；

S6、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号送入比较器，得到方位角；

S7、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号送入比较器，得到俯仰角。

所述双差波束测角方法用于进行相控阵雷达的单脉冲测角。

本发明提供的双差波束测角系统，包含：

划分天线阵面形成的四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

天线中的微波信号合成网络，其对四个象限的信号进行处理，分别得到：

两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D；

四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D；

所述微波信号合成网络对差通道A–C和差通道B–D的信号进行处理，得到的二次差信号通道（A–C）–（B–D）；以及，

所述微波信号合成网络对和通道A+B及和通道C+D的信号进行处理得到的方位差通道（A+B）–（C+D）；

所述微波信号合成网络对差通道A–B及差通道C–D的信号进行处理得到的俯仰差通道（A–B）+（C–D）；

第一比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号进行比较得到方位角；

第二比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号进行比较，得到俯仰角。

综上所述， 本发明在传统和差三通道单脉冲测角的基础上，利用天线四个象限形成的双差波束通道，实现对目标的角度测量。本发明基于单脉冲测角原理，利用天线的双差波束测角可以提高对偏离雷达天线视轴较大角度目标的测角精度，同时有效提高雷达导引头的抗干扰性能。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种双差波束测角方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、将天线阵面划分为四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

S2、利用天线中的微波信号合成网络形成两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D；

S3、利用微波信号合成网络形成四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D；

S4、利用微波信号合成网络形成二次差信号通道（A–C）–（B–D）；

S5、利用微波信号合成网络形成方位差通道（A+B）–（C+D）和俯仰差通道（A–B）+（C–D）；

S6、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号送入比较器，得到方位角；

S7、将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号送入比较器，得到俯仰角。

2.如权利要求1所述的双差波束测角方法，其特征在于，

所述双差波束测角方法用于进行相控阵雷达的单脉冲测角。

3.一种双差波束测角系统，其特征在于，包含：

天线中的微波信号合成网络；

划分天线阵面形成的四个象限，分别为象限A、象限B、象限C和象限D；

两路和信号通道，分别为和通道A+B，和通道C+D，由所述微波信号合成网络对相应象限的信号进行处理得到：

四路差信号通道，分别为差通道A–B，差通道C–D，差通道A–C，差通道B–D，由所述微波信号合成网络对相应象限的信号进行处理得到：

二次差信号通道（A–C）–（B–D），由所述微波信号合成网络对差通道A–C和差通道B–D的信号进行处理得到；

方位差通道（A+B）–（C+D），由所述微波信号合成网络对和通道A+B及和通道C+D的信号进行处理得到；

俯仰差通道（A–B）+（C–D），由所述微波信号合成网络对差通道A–B及差通道C–D的信号进行处理得到的；

第一比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与方位差通道（A+B）–（C+D）的信号进行比较得到方位角；

第二比较器，将二次差信号通道（A–C）–（B–D）与俯仰差通道（A–B）+（C–D）的信号进行比较，得到俯仰角。

4.如权利要求3所述的双差波束测角系统，其特征在于，

所述双差波束测角系统用于相控阵雷达。