CN109375174A - 基于倒t型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法 - Google Patents

基于倒t型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,包括以下步骤:S1,设计线阵子天线;S2,设计倒T型结构构型;S3,设计测量方位多波束角度;S4,设计相关方位、俯仰帧扫。本发明实现两维电扫描三坐标功能,通过脉压和FFT时频复合处理以及通过大空间立体角提高FFT相参积累时间,进而提高多普勒分辨能力与地杂波抑制能力,综合实现空间目标和地面目标同步监视,使该雷达融合搜索警戒雷达、目标指示雷达、跟踪雷达、空间监视雷达及地面海面监视雷达多功能与一体,具有实现简单,采购成本和运行成本低,方位角、俯仰角、距离及速度测量精度高,帧扫周期短,数据率高,航迹质量好的特点。

Description

基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法
技术领域
本发明涉及雷达搜索跟踪技术领域,更具体地说是指基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法。
背景技术
两维电扫描三坐标雷达分为三种类型,一种是经典的相控平面阵列雷达,通过改变阵元在方位向和俯仰向的相位差实现两维电扫描,能够在覆盖空域波束跳变,具有方位角、俯仰角、距离等三坐标精确测量功能以及多目标跟踪功能。这种体制中面阵天线的阵元依靠有源TR组件或铁氧体移相器构成,阵元数量多,成本高,典型的如美国宙斯盾舰载四面阵SPY-1雷达,以及我国052D驱逐舰的舰载四面阵雷达,成本在上亿美元。另一种是相频扫天线,即在方位或俯仰向一维相扫,在另一维通过天线裂缝阵缝隙之间的自然间距实现频扫,典型的相频扫天线如美国的TPQ36炮位侦察雷达,方位相扫,俯仰利用裂缝阵阵元间距实现频扫,但这种相频扫雷达频扫范围受裂缝阵阵元间距尺寸小的限制,扫描范围仅有约7°,适合炮位侦察等对俯仰扫描范围要求不高的场合。还有一种三坐标雷达通过两个线阵采用横T型构型,典型的如前苏联萨姆2制导雷达,两个子天线为机械扫描,两个子天线覆盖窗口较小,约20°*20°,这种方式目前已很少使用。
相扫和频扫都是通过改变辐射阵元间的相位差实现电扫描,区别在于控制相位差的方式不同,相扫通过直接控制移相器实现,频扫则依靠改变频率,利用阵元间物理尺寸确定后改变频率可以改变阵元间电长度(相位)实现电扫描,频扫天线还可以通过设计蛇形波导慢波线加大阵元件的间距,在同样扫频范围内可以实现较大的相位差范围控制,频扫范围可以达到90°以上,由于两维电扫描要求阵元间距均为半波长,但由于慢波线占据了较大的结构尺寸,使另一维排列困难,因此不适合用慢波线构成两维阵列,采用慢波线的频率扫描通常为一维电扫描。频扫实现简单,完全依靠机械加工形成,没有相扫天线的移相器、驱动电路及波控系统等,因此成本低、可靠性高、寿命长。
雷达扫描体制一般分为机械扫描、一维电扫描、机电复合扫描以及两维电扫描。机械扫描利用电机驱动在方位和(或)俯仰方向进行扫描,扫描速度慢,周期长,ASR机场监视雷达属于这种类型。一维电扫描可在方位或俯仰方向实现电扫描,单独使用时一般在方位向电扫描,俯仰向电扫描一般与方位机械扫描组合。一维电扫描扫描范围约为30°-90°,虽然扫描范围也可以扩展到120°,因为超过90°信号扫描损失过大,通常控制在90°以内。电扫描波束跳转时间在微妙级,适合多目标跟踪,因此一维电扫描大量在地面海面目标监视雷达中使用。机电复合扫描主要用于目标指示雷达(搜索雷达),通常在俯仰方向电扫描,方位向依靠电机高速旋转进行机械扫描,综合实现全空域目标指示,目标指示雷达属于搜索警戒雷达,精度要求不高。两维电扫描是方位和俯仰向均具有电扫描功能,能够在一个方位俯仰共同覆盖的窗口区域波束捷变,波束跳变时间在微妙级,可实现空间两维快速扫描与三坐标测量,主要用于跟踪雷达,包括跟踪火控雷达、跟踪制导雷达以及弹道测量雷达等,如S300、爱国者等。
军民融合市场既需要能够执行快速搜索任务,同时又需要多目标跟踪及较高的三坐标跟踪测量精度的多功能两维电扫描三坐标雷达,比如机场低空补盲、低小慢探测、地面海面监视等。无人机的大量涌现给低空管控带来巨大商机,两维电扫描及由两维电扫描组阵构成的无盲区探测的需求将越来越强烈。采用传统有源或无源面阵天线实现两维电扫描技术复杂,成本较高,价值数千万,在机场等特殊的装备中尚可使用,在大量民用领域不具有推广应用价值,无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法。
为实现上述目的,本发明采用于下技术方案:
基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,包括以下步骤:
S1,设计线阵子天线;
S2,设计倒T型结构构型;
S3,设计测量方位多波束角度;
S4,设计相关方位、俯仰帧扫。
其进一步技术方案为:所述S1中,设计线阵子天线包括天线增益设计和波束宽度设计;所述天线增益设计以雷达方程为依据,结合作用距离,发射机功率,发射脉宽,噪声系数,及系统损耗参数进行计算设计;根据雷达扫描范围设计线阵子天线扫描范围和波束宽边覆盖波束宽度,根据角度测量精度设计波束窄边波束宽度;根据宽边波束宽度设计辐射喇叭张口尺寸,根据窄边波束宽度设计线阵辐射阵元数量和线阵长度。
其进一步技术方案为:所述雷达方程为:
其中,Pt:发射峰值功率;τ:发射脉冲宽度;Gt:天线发射增益;Gr:天线接收增益;σ:目标雷达反射面积;λ:工作波长;K:波尔兹曼常数;To:绝对温度;Fn:噪声系数;CB:带宽校正因子;Do:检测因子;L:系统损耗。
其进一步技术方案为:还包括根据角度测量精度δθ,按照测角精度为波束宽度1/30计算线阵方向波束窄边宽度,波束窄边宽度为30δθ,扫描覆盖范围Δα、Δβ的最大值设计宽边波束宽度,通常宽边波束宽度最大为60°,当扫描范围大于60°时,采用双线阵子天线设计;线阵子天线有效长度为100λ/2θ0.5,喇叭张口尺寸为波导宽边尺寸,即波长λ。
其进一步技术方案为:所述S2中,设计倒T型结构构型包括设计天线阵面法线指向,设计两个线阵结构构型,及设计天线阵面总体结构尺寸;天线阵面法线指向与阵面垂直,方位线阵和俯仰线阵法线与天线阵面法线平行;两个线阵结构构型为倒T型构型,方位线阵横直在下方,俯仰线阵竖直在上方,其下端与方位线阵中心对准,阵面尺寸确定是在方位线阵和俯仰线阵确定后,依据空间结构及安装尺寸确定天线阵面外形尺寸。
其进一步技术方案为:所述S3中,设计测量方位多波束角度包括波束间隔设计,坐标系簇设计,及方向图函数设计;所述波束间隔设计依据波形损失和测量范围,所述波形损失是指两个相邻波束构建的角度测量坐标系测量范围内,和波束方向图最低点与最大值之比,波形损失不大于3dB,即波束间隔为3dB波束宽度θ0.5;所述坐标系簇零点设计依据波束间隔,所述方向图函数设计依据天线幅度加权函数。
其进一步技术方案为:所述波束间隔为3dB波束宽度,即相邻波束方向图在3dB点交会,3dB交会点既为和波束最大值点,也为差波束零点,又为和差归一化S曲线坐标系零点,坐标系测量范围为-θ0.5/2-+θ0.5/2,两两波束之间构建一个坐标系,相邻坐标系相连构建90°扫描范围坐标系簇。
其进一步技术方案为:所述波束数量不小于2个,两两波束单脉冲坐标系范围-θ0.5/2-+θ0.5/2,坐标系簇数量为INT(Δα0.5)。
其进一步技术方案为:所述S4中,设计相关方位、俯仰帧扫包括帧扫周期设计,帧扫方式设计,及相关门限设计;所述帧扫周期设计依据目标类型和目标速度,所述帧扫方式设计依据目标数量和目标类型,所述相关门限设计依据目标坐标测量精度。
其进一步技术方案为:所述帧扫周期为0.1s-0.5s,根据目标类型与目标速度自适应调整,目标速度越高,帧扫周期越短;拍周期根据速度分辨率调整,Tp=λ2Δv,帧扫采用TWS方式,一拍n个波束,覆盖nθ0.5角度,INT(90°/nθ0.5)取整为帧扫周期的拍数;距离相关门限不大于距离测量精度3倍,速度相关门限不大于速度测量精度的3倍。
本发明与现有技术相比的有益效果是:采用以频扫或相扫线阵子天线为基础,按照倒T型结构构型,形成两维电扫描天线,通过宽扇形波束及多波束形成的较大空间立体角实现快速搜索,通过波束窄边单脉冲测角实现方位角与俯仰角的高精度测量,通过帧扫周期设计与方位俯仰相关设计,实现两维电扫描三坐标功能,通过脉压和FFT时频复合处理以及通过大空间立体角提高FFT相参积累时间,进而提高多普勒分辨能力与地杂波抑制能力,综合实现空间目标和地面目标同步监视,使该雷达融合搜索警戒雷达、目标指示雷达、跟踪雷达、空间监视雷达及地面海面监视雷达多功能与一体,具有实现简单,采购成本和运行成本低,方位角、俯仰角、距离及速度测量精度高,帧扫周期短,数据率高,航迹质量好的特点;在未来民用机场低空补盲、低空通航服务及无人机管控、城市防空、重要区域无人机跟踪拦截、地面海面监视等军民融合领域具有良好的推广应用前景。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法的流程图;
图2为频扫线阵示意图;
图3为倒T型天线构型示意图;
图4为方位多波束角度测量示意图;
图5为方位、俯仰帧扫相关设计示意图;
图6为方位、俯仰扫描方式设计示意图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明,但不局限于此。
如图1到图6所示的具体实施例,基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,包括以下步骤:
S1,设计线阵子天线;
S2,设计倒T型结构构型;
S3,设计测量方位多波束角度;
S4,设计相关方位、俯仰帧扫。
具体地,如图1至图6所示,在S1中,设计线阵子天线包括天线增益设计和波束宽度设计;天线增益设计以雷达方程为依据,结合作用距离,发射机功率,发射脉宽,噪声系数,及系统损耗参数进行计算设计;根据雷达扫描范围设计线阵子天线扫描范围和波束宽边覆盖波束宽度,根据角度测量精度设计波束窄边波束宽度;根据宽边波束宽度设计辐射喇叭张口尺寸,根据窄边波束宽度设计线阵辐射阵元数量和线阵长度,设计基本线阵实现一维电扫描,宽扇形波束,波束宽边实现空域覆盖,波束窄边多波束交连,两两之间和差归一化插值测角。
其中,雷达方程为:
其中,Pt:发射峰值功率;τ:发射脉冲宽度;Gt:天线发射增益;Gr:天线接收增益;σ:目标雷达反射面积;λ:工作波长;K:波尔兹曼常数;To:绝对温度;Fn:噪声系数;CB:带宽校正因子;Do:检测因子;L:系统损耗。在确定雷达作用距离、发射机功率、发射信号脉宽、工作波长、目标反射面积、系统损耗等参数后,计算子阵天线增益。
其中,还包括根据角度测量精度δθ,按照测角精度为波束宽度1/30计算线阵方向波束窄边宽度,波束窄边宽度为30δθ,扫描覆盖范围Δα、Δβ的最大值设计宽边波束宽度,通常宽边波束宽度最大为60°,当扫描范围大于60°时,采用双线阵子天线设计;线阵子天线有效长度为100λ/2θ0.5,喇叭张口尺寸为波导宽边尺寸,即波长λ。
具体地,如图1至图6所示,在S2中,设计倒T型结构构型包括设计天线阵面法线指向,设计两个线阵结构构型,及设计天线阵面总体结构尺寸;天线阵面法线指向与阵面垂直,方位线阵和俯仰线阵法线与天线阵面法线平行;两个线阵结构构型为倒T型构型,方位线阵横直在下方,俯仰线阵竖直在上方,其下端与方位线阵中心对准,保持合适的结构安装间距;阵面尺寸确定是在方位线阵和俯仰线阵确定后,依据空间结构及安装尺寸确定天线阵面外形尺寸。
其中,倒T型结构构型采用馈电方法设计,若为相扫线阵,采用微带功分网络强馈方式,若为频扫线阵,采用慢波线串馈方式,方位线阵馈电方向从左到右,俯仰线阵馈电方向为从顶端馈入,馈电方向为从顶端馈入时高频端波束在地面一侧,由于频扫波束宽度随频率变化,低频端波束宽,高频端波束窄,将波束窄的一边放置在靠地面一端,可减小雷达多路径角,降低多路径虚警,同时频率越高地面散射越接近于漫反射,地杂波影响越小;在方位线阵和俯仰线阵确定后,再依据空间结构及安装尺寸确定天线阵面外形尺寸。
具体地,如图1至图6所示,在S3中,设计测量方位多波束角度包括波束间隔设计,坐标系簇设计,及方向图函数设计;波束间隔设计依据波形损失和测量范围,波形损失是指两个相邻波束构建的角度测量坐标系测量范围内,和波束方向图最低点与最大值之比,波形损失不大于3dB,即波束间隔为3dB波束宽度θ0.5;坐标系簇零点设计依据波束间隔,方向图函数设计依据天线幅度加权函数,采用同时多波束,两两波束之间形成和差归一化插值测角,两两之间构建坐标系,多波束形成坐标系簇,覆盖扫描范围。
其中,波束间隔为3dB波束宽度,即相邻波束方向图在3dB点交会,3dB交会点既为和波束最大值点,也为差波束零点,又为和差归一化S曲线坐标系零点,坐标系测量范围为-θ0.5/2-+θ0.5/2,两两波束之间构建一个坐标系,相邻坐标系相连构建90°扫描范围坐标系簇,实现扫描范围内任意目标的精确角度测量。
其中,方向图函数设计依据天线幅度加权函数,天线幅度加权采用余弦平方,Fθ=cos2Kθ,3dB波束宽度θ0.5是指方向图函数0.5功率电平对应的波束宽度,其离方向图函数最大值θ0.5/2处功率电平降低3dB,电压幅度降低为0.707,即Fθ=cos2Kθ在θ=θ0.5/2处幅度为0.707,据此可计算K值,进而确定方向图函数。
其中,波束数量不小于2个,两两波束单脉冲坐标系范围-θ0.5/2-+θ0.5/2,坐标系簇数量为INT(Δα0.5)。
具体地,如图1至图6所示,在S4中,设计相关方位、俯仰帧扫包括帧扫周期设计,帧扫方式设计,及相关门限设计;帧扫周期设计依据目标类型和目标速度,帧扫方式设计依据目标数量和目标类型,相关门限设计依据目标坐标测量精度;采用多波束提高空间立体角,实现快速扫描,降低帧扫周期,使方位线阵与俯仰线阵帧扫周期内目标参数强相关,再通过提高目标坐标测量精度,降低相关门限,提高方位俯仰目标及航迹相关质量,获得较高的三坐标测量精度和目标航迹精度;采用多波束提高空间立体角,在一定帧扫周期下实现较大的波束驻留,较长的CPI周期,提高地杂波与建筑物杂波抑制能力,提高速度分辨能力。
其中,方位、俯仰帧扫周期是三坐标航迹检测周期,也是目标搜索周期,在搜索状态,一个帧扫周期是一个目标检测确认周期;为提高目标发现概率,降低虚警率,帧扫周期限定在目标运动距离和速度强相关的最小周期,目标距离强相关是指在一个帧扫周期内目标相对于雷达方向运动距离小于距离分辨率的30%,例如距离分别率为30m,帧扫周期目标运动距离不大于9m。目标速度强相关是指目标径向速度变化不超过速度分辨率的30%,例如速度分辨率为0.5m/s,帧扫周期内目标速度变化不超过0.15m/s;从有利于目标搜索发现考虑,帧扫周期尽可能大,波束驻留时间尽可能长,通常帧扫周期为0.1s-1s,根据目标类型与目标速度自适应调整,目标速度越高,帧扫周期越短,拍周期根据速度分辨率调整,Tp=λ2Δv。
其中,帧扫方式设计基于搜索跟踪自适应原则,在初始搜索状态,采用TWS方式,即方位线阵在方位向按顺序从左到右逐拍扫描,一拍n个波束,覆盖nθ0.5角度,INT(90°/nθ0.5)取整为帧扫周期的拍数,俯仰线阵在俯仰向按顺序从上到下逐拍扫描,一拍n个波束,覆盖nθ0.5角度,INT(90°/nθ0.5)取整为帧扫周期的拍数;扫完一个帧扫周期后进行方位俯仰参数相关,形成一个帧扫周期目标检测参数。在发现目标后,并且目标数量少,速度低,可采用TAS模式,高速目标可采用STT单目标跟踪、DTT双目标跟踪、MTT多目标跟踪方式。
其中,相关门限设计是保证帧扫检测质量和航迹质量的基础,提高雷达距离测量精度和速度测量精度,可提高目标方位、俯仰相关质量,距离测量精度小于1m,速度测量精度小于0.1m/s,距离相关门限不大于距离测量精度3倍,速度相关门限不大于速度测量精度的3倍。
其中,在S4之后还包括空间地面目标同步监视设计,其主要包括多普勒滤波与CPI周期设计,信号形式设计,波束扫描方式设计;多普勒滤波与CPI周期设计通过地、海杂波改善因子计算多普勒滤波带宽,通过多普勒滤波带宽设计CPI周期,波束扫描方式设计依据天线法线指向设定俯仰角扫描范围,依据CPI周期和波束空间立体角设计帧扫周期。
本发明不仅实现了两维电扫描三坐标雷达基本功能,而且综合实现了搜索跟踪一体化功能,使一部雷达兼顾搜索跟踪两部雷达的作用。
本发明与现有面阵构成的两维电扫描三坐标雷达相比较,本发明通过线阵子天线设计、倒T型结构构型设计、方位(俯仰)多波束角度测量方法设计、方位俯仰帧扫相关方法设计,波束扫描方式设计,用简单的方式实现了两维电扫描三坐标体制搜索跟踪多功能雷达,具有和两维面阵同样的两维电扫描功能及三坐标测量精度,TR组件数量减少几十倍,雷达总成本大幅度降低,性价比优良,具有较好的推广应用前景。
本发明采用以频扫或相扫线阵子天线为基础,按照倒T型结构构型,形成两维电扫描天线,通过宽扇形波束及多波束形成的较大空间立体角实现快速搜索,通过波束窄边单脉冲测角实现方位角与俯仰角的高精度测量,通过帧扫周期设计与方位俯仰相关设计,实现两维电扫描三坐标功能,通过脉压和FFT时频复合处理以及通过大空间立体角提高FFT相参积累时间,进而提高多普勒分辨能力与地杂波抑制能力,综合实现空间目标和地面目标同步监视,使该雷达融合搜索警戒雷达、目标指示雷达、跟踪雷达、空间监视雷达及地面海面监视雷达多功能与一体,具有实现简单,采购成本和运行成本低,方位角、俯仰角、距离及速度测量精度高,帧扫周期短,数据率高,航迹质量好的特点;在未来民用机场低空补盲、低空通航服务及无人机管控、城市防空、重要区域无人机跟踪拦截、地面海面监视等军民融合领域具有良好的推广应用前景。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于读者更容易理解,但不代表本发明的实施方式仅限于此,任何依本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,设计线阵子天线;
S2,设计倒T型结构构型;
S3,设计测量方位多波束角度;
S4,设计相关方位、俯仰帧扫。
2.根据权利要求1所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述S1中,设计线阵子天线包括天线增益设计和波束宽度设计;所述天线增益设计以雷达方程为依据,结合作用距离,发射机功率,发射脉宽,噪声系数,及系统损耗参数进行计算设计;根据雷达扫描范围设计线阵子天线扫描范围和波束宽边覆盖波束宽度,根据角度测量精度设计波束窄边波束宽度;根据宽边波束宽度设计辐射喇叭张口尺寸,根据窄边波束宽度设计线阵辐射阵元数量和线阵长度。
3.根据权利要求2所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述雷达方程为:
其中,Pt:发射峰值功率;τ:发射脉冲宽度;Gt:天线发射增益;Gr:天线接收增益;σ:目标雷达反射面积;λ:工作波长;K:波尔兹曼常数;To:绝对温度;Fn:噪声系数;CB:带宽校正因子;Do:检测因子;L:系统损耗。
4.根据权利要求2所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,还包括根据角度测量精度δθ,按照测角精度为波束宽度1/30计算线阵方向波束窄边宽度,波束窄边宽度为30δθ,扫描覆盖范围Δα、Δβ的最大值设计宽边波束宽度,通常宽边波束宽度最大为60°,当扫描范围大于60°时,采用双线阵子天线设计;线阵子天线有效长度为100λ/2θ0.5,喇叭张口尺寸为波导宽边尺寸,即波长λ。
5.根据权利要求1所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述S2中,设计倒T型结构构型包括设计天线阵面法线指向,设计两个线阵结构构型,及设计天线阵面总体结构尺寸;天线阵面法线指向与阵面垂直,方位线阵和俯仰线阵法线与天线阵面法线平行;两个线阵结构构型为倒T型构型,方位线阵横直在下方,俯仰线阵竖直在上方,其下端与方位线阵中心对准,阵面尺寸确定是在方位线阵和俯仰线阵确定后,依据空间结构及安装尺寸确定天线阵面外形尺寸。
6.根据权利要求1所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述S3中,设计测量方位多波束角度包括波束间隔设计,坐标系簇设计,及方向图函数设计;所述波束间隔设计依据波形损失和测量范围,所述波形损失是指两个相邻波束构建的角度测量坐标系测量范围内,和波束方向图最低点与最大值之比,波形损失不大于3dB,即波束间隔为3dB波束宽度θ0.5;所述坐标系簇零点设计依据波束间隔,所述方向图函数设计依据天线幅度加权函数。
7.根据权利要求6所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述波束间隔为3dB波束宽度,即相邻波束方向图在3dB点交会,3dB交会点既为和波束最大值点,也为差波束零点,又为和差归一化S曲线坐标系零点,坐标系测量范围为-θ0.5/2-+θ0.5/2,两两波束之间构建一个坐标系,相邻坐标系相连构建90°扫描范围坐标系簇。
8.根据权利要求7所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述波束数量不小于2个,两两波束单脉冲坐标系范围-θ0.5/2-+θ0.5/2,坐标系簇数量为INT(Δα0.5)。
9.根据权利要求1所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述S4中,设计相关方位、俯仰帧扫包括帧扫周期设计,帧扫方式设计,及相关门限设计;所述帧扫周期设计依据目标类型和目标速度,所述帧扫方式设计依据目标数量和目标类型,所述相关门限设计依据目标坐标测量精度。
10.根据权利要求9所述的基于倒T型线阵的两维电扫描三坐标雷达方法,其特征在于,所述帧扫周期为0.1s-0.5s,根据目标类型与目标速度自适应调整,目标速度越高,帧扫周期越短;拍周期根据速度分辨率调整,Tp=λ2Δv,帧扫采用TWS方式,一拍n个波束,覆盖nθ0.5角度,INT(90°/nθ0.5)取整为帧扫周期的拍数;距离相关门限不大于距离测量精度3倍,速度相关门限不大于速度测量精度的3倍。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110082729A (zh) * 2019-05-17 2019-08-02 成都锦江电子系统工程有限公司 天气雷达补盲平滑处理系统及方法
CN110764059A (zh) * 2019-11-05 2020-02-07 中船重工(武汉)凌久电子有限责任公司 一种收发垂直波束三坐标相控阵雷达技术
CN111505615A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 南京恩瑞特实业有限公司 一种横向圆柱面双偏振相控阵模块及雷达系统
CN111693957A (zh) * 2020-06-09 2020-09-22 周口师范学院 一种圆周与简谐复合扫描被动雷达测向方法
CN112068103A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种雷达探测方法、装置及二维有源机载气象雷达
CN112526464A (zh) * 2020-11-14 2021-03-19 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于实测数据估计岸基多通道雷达方位波束宽度的方法
CN113534058A (zh) * 2021-07-02 2021-10-22 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种雷达宽发窄收波束指向实时跟随匹配控制方法
CN115453518A (zh) * 2022-08-11 2022-12-09 西安电子工程研究所 一种相频扫三坐标无人机探测雷达工作时序设计方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3099833A (en) * 1958-03-17 1963-07-30 Nat Res Dev Method of radio scanning
US5140331A (en) * 1990-11-22 1992-08-18 Tzn Forschungs- Und Entwicklungszentrum Unterluss Gmbh Radar antenna arrangement
CN102680968A (zh) * 2012-05-29 2012-09-19 上海无线电设备研究所 一种基于星载雷达的相扫机扫相结合的空域搜索方法
CN102721947A (zh) * 2012-06-14 2012-10-10 河海大学 机载数字阵列雷达高效三维空时自适应杂波抑制方法
CN103339797A (zh) * 2010-09-13 2013-10-02 无线电物理解决方案有限公司 在毫米和亚毫米波雷达辐射成像中的或关于毫米和亚毫米波雷达辐射成像的改进
CN105044728A (zh) * 2015-08-03 2015-11-11 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 一种用于中小型渔船的渔探仪探头
CN105182317A (zh) * 2015-08-20 2015-12-23 电子科技大学 一种基于集中式mimo雷达搜索模式下的资源管理方法
CN106405536A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 电子科技大学 一种mimo雷达多目标跟踪资源管理方法
US20180143314A1 (en) * 2015-05-22 2018-05-24 Flir Systems, Inc. Fast scanning radar systems and methods
CN108469607A (zh) * 2018-03-16 2018-08-31 西安电子科技大学 基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3099833A (en) * 1958-03-17 1963-07-30 Nat Res Dev Method of radio scanning
US5140331A (en) * 1990-11-22 1992-08-18 Tzn Forschungs- Und Entwicklungszentrum Unterluss Gmbh Radar antenna arrangement
CN103339797A (zh) * 2010-09-13 2013-10-02 无线电物理解决方案有限公司 在毫米和亚毫米波雷达辐射成像中的或关于毫米和亚毫米波雷达辐射成像的改进
CN102680968A (zh) * 2012-05-29 2012-09-19 上海无线电设备研究所 一种基于星载雷达的相扫机扫相结合的空域搜索方法
CN102721947A (zh) * 2012-06-14 2012-10-10 河海大学 机载数字阵列雷达高效三维空时自适应杂波抑制方法
US20180143314A1 (en) * 2015-05-22 2018-05-24 Flir Systems, Inc. Fast scanning radar systems and methods
CN105044728A (zh) * 2015-08-03 2015-11-11 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 一种用于中小型渔船的渔探仪探头
CN105182317A (zh) * 2015-08-20 2015-12-23 电子科技大学 一种基于集中式mimo雷达搜索模式下的资源管理方法
CN106405536A (zh) * 2016-08-30 2017-02-15 电子科技大学 一种mimo雷达多目标跟踪资源管理方法
CN108469607A (zh) * 2018-03-16 2018-08-31 西安电子科技大学 基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张杨等: "倒"T"形天线阵列生命探测雷达多目标三维定位仿真研究", 《医疗卫生装备》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110082729A (zh) * 2019-05-17 2019-08-02 成都锦江电子系统工程有限公司 天气雷达补盲平滑处理系统及方法
CN110082729B (zh) * 2019-05-17 2021-05-18 成都锦江电子系统工程有限公司 天气雷达补盲平滑处理系统的处理方法
CN110764059A (zh) * 2019-11-05 2020-02-07 中船重工(武汉)凌久电子有限责任公司 一种收发垂直波束三坐标相控阵雷达技术
CN110764059B (zh) * 2019-11-05 2021-09-17 中船重工(武汉)凌久电子有限责任公司 一种收发垂直波束三坐标相控阵雷达方法
CN111505615A (zh) * 2020-04-27 2020-08-07 南京恩瑞特实业有限公司 一种横向圆柱面双偏振相控阵模块及雷达系统
CN111505615B (zh) * 2020-04-27 2022-06-21 南京恩瑞特实业有限公司 一种横向圆柱面双偏振相控阵模块及雷达系统
CN111693957A (zh) * 2020-06-09 2020-09-22 周口师范学院 一种圆周与简谐复合扫描被动雷达测向方法
CN112068103A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所 一种雷达探测方法、装置及二维有源机载气象雷达
CN112526464A (zh) * 2020-11-14 2021-03-19 中国电波传播研究所(中国电子科技集团公司第二十二研究所) 一种基于实测数据估计岸基多通道雷达方位波束宽度的方法
CN113534058A (zh) * 2021-07-02 2021-10-22 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种雷达宽发窄收波束指向实时跟随匹配控制方法
CN115453518A (zh) * 2022-08-11 2022-12-09 西安电子工程研究所 一种相频扫三坐标无人机探测雷达工作时序设计方法
CN115453518B (zh) * 2022-08-11 2024-04-30 西安电子工程研究所 一种相频扫三坐标无人机探测雷达工作时序设计方法

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CN109375174B (zh) 2023-03-21

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