CN108169740B - 一种雷达顺序波瓣比幅的测角方法 - Google Patents

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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
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    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/422—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates sequential lobing, e.g. conical scan

Abstract

本发明公开了一种雷达顺序波瓣比幅的测角方法，它涉及于无线电测量领域中雷达的目标角度测量。它主要由构建数据集、波束间增益修正、波束间噪声修正、波束间目标幅度修正、顺序波瓣比幅测角计算等处理步骤构成。该方法对目标在待检测波束及其测量波束的数据进行处理，可提高传统顺序波瓣比幅测角的测量精度。本发明具有测角精度高、计算速度快、工程实现简单的特点，以较低成本解决了雷达系统顺序波瓣比幅测角精度差的问题，该方法特别适用于低成本单波束雷达的高精度测角。

Description

一种雷达顺序波瓣比幅的测角方法
技术领域
本发明涉及一种雷达顺序波瓣比幅测角方法。
背景技术
目标角度测量是雷达系统的重要测量任务。测角精度的提高，可以通过增大天线孔径、提高发射功率、增加积累时间等高成本方法解决，但影响了雷达系统经济性和实用性。
目前多数低成本雷达系统，采用单波束搜索，该情况下采用顺序波瓣比幅测角，虽然实现成本低，但测角精度差，远远低于机扫轴角编码、单脉冲比幅等方法，实用效果差。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题就是避免上述背景技术中出现的不足之处，而提供一种雷达顺序波瓣比幅测角方法，满足雷达系统测角精度要求，而不增加硬件成本。
本发明的目的是这样实现的：
一种雷达顺序波瓣比幅的测角方法，用于雷达系统顺序波瓣目标测角过程，包括以下步骤：
步骤1、获取目标的在待检测波束N的测量数据，包括波束指向θ0，波束频点F0，测量时刻t0，波束增益G0，波束噪声N0和目标幅度d0；
步骤2、获取目标的在待检测波束N的相邻波束M的测量数据，包括波束指向θ1，波束频点F1，测量时刻t1，波束增益G1，波束噪声N1和目标幅度d1；
步骤3、构建目标的测角数据集合，该集合标记为[θ0，F0，t0，G0，N0，d0；θ1，F1，t1，G1，N1，d1]；
步骤4、对目标的测角数据集合进行波束间增益修正、波束间噪声修正和波束间目标幅度修正,修正后的波束增益分别记为G′0和G′1，修正后的波束噪声分别记为N′0和N′1，修正后的目标幅度分别记为d′0和d1′；
步骤5、经步骤4处理后，得到目标的修正测角数据集合[θ0，F0，t0，G'0，N'0，d'0；θ1，F1，t1，G1'，N1'，d1']；
步骤6、对目标的修正测角数据集合进行比幅测角计算，计算过程为：首先利用G'0值、G'1值建立角敏函数查找表，利用N'0值、N'1值、d'0值、d'1值计算目标在波束N和波束M的幅度比，然后根据公式进行查表法，得到目标的测量角度θTar。
其中，所述步骤4中，对目标的测角数据集合进行波束间增益修正具体方法为，通过波束指向的余弦值平方，修正波束指向导致的波束增益差异；通过波束频点的倒数，修正波束频点导致的波束增益差异。
其中，所述步骤4中，对目标的测角数据集合进行波束间噪声修正具体方法为，通过测量波束频点对应的信道噪声值，修正不同波束频点导致的波束噪声差异。
其中，所述步骤4中，对目标的测角数据集合进行波束间目标幅度修正具体方法为，通过待检测波束N和相邻波束M测量时刻的差值，采用swling模型法估计目标的幅度差值，修正不同测量时刻导致的目标幅度差异。
本发明相对于背景技术的优点和效果是：
(1)本发明采取修正测角数据集合误差的方法，对传统雷达顺序波瓣比幅测角方法进行了改进，可实现性强。
(2)本发明对波束增益、波束噪声、波束目标幅度进行综合修正，达到提高测角精度的目的，改善效果明显。
(3)本发明的实施基本不增加硬件成本，以嵌入式软件计算为主，符合低成本雷达的应用定位。
附图说明
图1是本方法处理步骤流程图。
具体实施方式
下面结合图1和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种雷达顺序波瓣比幅测角方法，其具体实施方式包括以下步骤：
步骤1、获取目标Tar的在待检测波束N的测量数据，包括波束指向θ0，波束频点F0，测量时刻t0，波束增益G0，波束噪声N0，目标幅度d0；
步骤2、获取目标Tar的在待检测波束N的相邻波束M的测量数据，包括波束指向θ1，波束频点F1，测量时刻t1，波束增益G1，波束噪声N1，目标幅度d1；
步骤3、构建目标Tar的测角数据集合，该集合标记为[θ0，F0，t0，G0，N0，d0；θ1，F1，t1，G1，N1，d1]；
步骤4、对目标Tar的测角数据集合进行波束间增益修正、波束间噪声修正和波束间目标幅度修正,修正后的波束增益分别记为G′0和G′1，修正后的波束噪声分别记为N′0和N′1，修正后的目标幅度分别记为d′0和d1′；
对目标的测角数据集合进行波束间增益修正具体方法为，通过波束指向的余弦值平方，修正波束指向导致的波束增益差异；通过波束频点的倒数，修正波束频点导致的波束增益差异。对目标的测角数据集合进行波束间噪声修正具体方法为，通过测量波束频点对应的信道噪声值，修正不同波束频点导致的波束噪声差异。对目标的测角数据集合进行波束间目标幅度修正具体方法为，通过待检测波束N和相邻波束M测量时刻的差值，采用swling模型法估计目标的幅度差值，修正不同测量时刻导致的目标幅度差异。
步骤5、经步骤4处理后，得到目标Tar的修正测角数据集合[θ0，F0，t0，G'0，N'0，d'0；θ1，F1，t1，G1'，N1'，d1']；
步骤6、对目标Tar的修正测角数据集合，进行比幅测角计算，其计算过程为：首先利用G'0值、G'1值建立角敏函数查找表，其次利用N'0值、N'1值、d'0值、d'1值计算目标Tar的在波束N和M的幅度比，最后根据公式进行查表法，得到目标Tar的测量角度θTar。
本发明目标Tar的修正测角数据集合，可直接用于比幅测角计算，并适用于目前所有顺序波瓣比幅测角方法。

Claims (1)

1.一种雷达顺序波瓣比幅的测角方法，用于雷达系统顺序波瓣目标测角过程，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、获取目标的在待检测波束N的测量数据，包括波束指向θ0，波束频点F0，测量时刻t0，波束增益G0，波束噪声N0和目标幅度d0；
步骤2、获取目标的在待检测波束N的相邻波束M的测量数据，包括波束指向θ1，波束频点F1，测量时刻t1，波束增益G1，波束噪声N1和目标幅度d1；
步骤3、构建目标的测角数据集合，该集合标记为[θ0，F0，t0，G0，N0，d0；θ1，F1，t1，G1，N1，d1]；
步骤4、对目标的测角数据集合进行波束间增益修正、波束间噪声修正和波束间目标幅度修正,修正后的波束增益分别记为G′0和G′1，修正后的波束噪声分别记为N′0和N′1，修正后的目标幅度分别记为d′0和d′1；
其中，对目标的测角数据集合进行波束间增益修正具体方法为：通过波束指向的余弦值平方，修正波束指向导致的波束增益差异；通过波束频点的倒数，修正波束频点导致的波束增益差异；对目标的测角数据集合进行波束间噪声修正具体方法为：通过测量波束频点对应的信道噪声值，修正不同波束频点导致的波束噪声差异；对目标的测角数据集合进行波束间目标幅度修正具体方法为，通过待检测波束N和相邻波束M测量时刻的差值，采用swling模型法估计目标的幅度差值，修正不同测量时刻导致的目标幅度差异；swling模型指的是斯威林模型；
步骤5、经步骤4处理后，得到目标的修正测角数据集合[θ0，F0，t0，G'0，N'0，d'0；θ1，F1，t1，G′1，N′1，d′1]；
步骤6、对目标的修正测角数据集合进行比幅测角计算，计算过程为：首先利用G'0值、G'1值建立角敏函数查找表，利用N'0值、N'1值、d'0值、d'1值计算目标在波束N和波束M的幅度比，然后根据公式进行查表法，得到目标的测量角度θTar。
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