CN110554365A - 一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 - Google Patents
一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110554365A CN110554365A CN201910821662.8A CN201910821662A CN110554365A CN 110554365 A CN110554365 A CN 110554365A CN 201910821662 A CN201910821662 A CN 201910821662A CN 110554365 A CN110554365 A CN 110554365A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- seeker
- frequency point
- radar
- radar antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
Abstract
本发明公开一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置，包括：S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。本发明采用内场实验环境进行校准，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，通过软件实现自动化标校。该方法大大提高校准效率和校准精度，对于大带宽极化雷达，只需20分钟便能完成校准和验证，并且该方法灵活性强，可通过装订设置不同频点、不同极化、不同角度步进等参数进行校准，对工程调试有很大的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域。更具体地，涉及一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置。
背景技术
常用雷达测角方法是对接收的和差信号比幅/比相方法进行角误差测量，其计算方法为：
其中Δ为接收差信号，Σ为和信号，k为角误差斜率，α为目标角度。
由于接收系统引入的和/差通道幅相不一致，雷达天线设计误差、工艺误差等引起天线方向图畸变，使得不同频点下的角度零偏、不同角度下的差斜率发生变化，从而降低雷达测角精度，因此需要雷达整机进行差方向图零偏和角误差斜率的校准。
传统导引头校准方法采用暗室面阵进行标校，将目标移动一定角度，借助示波器等测试设备，人工调节移相器进行和差通道角度零偏校准，同样方法选取典型角度(一般选取-1度和+1度)对角误差斜率进行校准，而幅度一致性只能通过前期设计保证，校准工作量大、精度差，并且耗费大量人力和实验室资源。
因此，需要提供一种导引头多频点差方向图自动补偿方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，大大提高校准效率和校准精度。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种导引头多频点差方向图自动校准方法，包括：
S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；
S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；
S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。
进一步的，步骤S1中，所述导引头的轴向与所述目标的中心对准。
进一步的，设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。
进一步的，设置雷达天线校准角度间隔，转动天线至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。
进一步的，所述方法还包括：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。
本发明的一个实施例还公开了一种导引头多频点差方向图自动校准装置，包括：控制台、导引头、目标模拟器，所述导引头内设置有雷达，所述控制台用于控制雷达天线指向设定位置，所述导引头的轴向与所述目标模拟器的中心对准。
进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，控制雷达连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。
进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线校准角度间隔，并控制导引头转动至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。
进一步的，所述控制台还用于读取存储的每个频点的角误差，根据当前雷达天线所在频点查找对应的角误差，：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。
本发明的一个实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机运行上述的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案采用内场实验环境进行校准，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，通过软件实现自动化标校。该方法大大提高校准效率和校准精度，对于大带宽极化雷达，只需20分钟便能完成校准和验证，并且该方法灵活性强，可通过装订设置不同频点、不同极化、不同角度步进等参数进行校准，对工程调试有很大的应用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1为本发明一种导引头多频点差方向图自动校准方法流程示意图；
图2为本发明一种导引头多频点差方向图自动校准装置示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明公开的一种导引头多频点差方向图自动校准方法，包括：
S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；
S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；
S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。
雷达校准的机理为：雷达探测目标实际角度计算方法如下，
其中α为目标真实角度，θ为导引头天线指向角度，ε为计算得到的角误差，即信号的和差比，ε0为系统带来的角度零偏，k为角误差斜率。
对于公式(1),进行差斜率k和角度零偏ε0的校准，通过天线转动不同的角度计算得到该角度下的角误差斜率。
其中，计算角误差零偏方法为：当天线位于方位0度时，此时雷达测试得到的目标角误差即为角误差零偏ε0；计算差斜率的方法为：当天线位于方位角度θ(θ不为零)时，测得此时目标角误差为ε，公式(1)中目标真实角度α＝0，得到此时差斜率为
最后，计算差斜率修正值f＝k/k0，并将该参数保存，其中k0为未校准前的差斜率。
具体的，如图1所示，首先雷达上电，初始化雷达天线指向为方位0度，俯仰0度，将导引头与目标模拟器进行机械对准，保证导引头轴向与目标模拟器中心对准，即保证目标真实角度α＝0度。上电自检后进行数据封装，根据校准要求装订校准参数(包括校准起始和截止工作频率、工作极化、校准角度步进量等)。然后控制台向雷达发送角度校准的控制指令，雷达软件收到校准命令后，根据之前设置的参数设置对应的工作模式，将驱动天线角度为方位0度，俯仰0度设置为起始频点，等待200ms(保证随动系统角度稳定)，打开波门进行信号采集与处理，计算检测到的目标信息，提取目标角误差信息，即为该频点角度零偏，连续采集10帧目标信息，对角误差取平均得到角误差零偏补偿值，角误差平均计算方法如下，
其中为10帧平均角误差，i为帧号，εi为第i帧计算得到的目标角误差。
根据预设参数中校准角度间隔为Δθ，将雷达天线转动到左边，方位角度为-Δθ度，俯仰0度，根据公式(2)得到该角度角误差修正值f1。依次设置方位角度为-2Δθ、-3Δθ……-NΔθ(NΔθ不超过半波束宽度)，同样方法得到角误差修正值f2......fN，并存储于内存中，每个角误差参数均采用连续10帧取平均的方式。随后转动雷达天线到右边，依次设置方位角度为Δθ、2Δθ、3Δθ……N·Δθ，得到角误差修正值f1......fN，连续10帧取平均存储该修正值。重复上述步骤直到遍历所以工作频点，将补偿值存入flash用于正常流程下使用。雷达在校准过程中和校准结束时根据协议将目标信息上报控制台。
完成雷达角度校准后，雷达重新上电，正常工作流程下，上电初始化时读取flash角误差补偿参数，存于内存中；根据当前设置的工作频点查找对应角度零偏，根据计算得到的目标角度采用最近邻方法查找对应角误差斜率，代入公式(1)即可得到补偿后目标真实角度。
本发明还公开了一种导引头多频点差方向图自动校准装置，包括：控制台、导引头、目标模拟器，所述导引头内设置有雷达，所述控制台用于控制雷达天线指向设定位置，所述导引头的轴向与所述目标模拟器的中心对准。
进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，控制雷达连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。
进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线校准角度间隔，并控制导引头转动至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。
进一步的，所述控制台还用于读取存储的每个频点的角误差，根据当前雷达天线所在频点查找对应的角误差，：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。
本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种导引头多频点差方向图自动校准方法，其特征在于，包括：
S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；
S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；
S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述导引头的轴向与所述目标的中心对准。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，设置雷达天线校准角度间隔，转动天线至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。
6.一种导引头多频点差方向图自动校准装置，其特征在于，包括：控制台、导引头、目标模拟器，所述导引头内设置有雷达，所述控制台用于控制雷达天线指向设定位置，所述导引头的轴向与所述目标模拟器的中心对准。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制台还用于设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，控制雷达连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制台还用于设置雷达天线校准角度间隔，并控制导引头转动至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制台还用于读取存储的每个频点的角误差，根据当前雷达天线所在频点查找对应的角误差，：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机运行权利要求1-5中所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910821662.8A CN110554365A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910821662.8A CN110554365A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110554365A true CN110554365A (zh) | 2019-12-10 |
Family
ID=68738733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910821662.8A Pending CN110554365A (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110554365A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110824449A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-02-21 | 西安电子工程研究所 | 一种多频点雷达导引头自动标定测试方法 |
| CN110988825A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达导引头测角曲线拟合的方法 |
| CN112946588A (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 华为技术有限公司 | 一种测试平台以及通道误差的确定方法 |
| CN113835072A (zh) * | 2021-11-26 | 2021-12-24 | 南京隼眼电子科技有限公司 | 一种毫米波雷达校准方法、装置及电子设备 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106342364B (zh) * | 2009-07-13 | 2011-04-27 | 驻辽阳地区军代室 | 便携式雷达电轴测试仪 |
| CN105223559A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-06 | 长安大学 | 一种可并行切换的远程雷达航迹起始方法 |
| CN105698821A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-22 | 中国人民解放军63756部队 | 一种天线和差通道指向误差标定方法 |
| CN106772656A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-05-31 | 上海理工大学 | 一种基于红外阵列传感器的室内人体检测方法 |
| CN107450057A (zh) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动体中装载的雷达装置及其方位角校正方法 |
| CN109254173A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-22 | 江苏省计量科学研究院 | 多目标雷达测速仪现场模拟检测方法及检测装置 |
| US20190025405A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Veoneer Us, Inc. | Apparatus and method for detecting alignment of sensor and calibrating antenna pattern response in an automotive detection system |
| CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
-
2019
- 2019-09-02 CN CN201910821662.8A patent/CN110554365A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106342364B (zh) * | 2009-07-13 | 2011-04-27 | 驻辽阳地区军代室 | 便携式雷达电轴测试仪 |
| CN105223559A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-06 | 长安大学 | 一种可并行切换的远程雷达航迹起始方法 |
| CN106772656A (zh) * | 2015-11-19 | 2017-05-31 | 上海理工大学 | 一种基于红外阵列传感器的室内人体检测方法 |
| CN105698821A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-06-22 | 中国人民解放军63756部队 | 一种天线和差通道指向误差标定方法 |
| CN107450057A (zh) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 移动体中装载的雷达装置及其方位角校正方法 |
| US20190025405A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Veoneer Us, Inc. | Apparatus and method for detecting alignment of sensor and calibrating antenna pattern response in an automotive detection system |
| CN109254173A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-01-22 | 江苏省计量科学研究院 | 多目标雷达测速仪现场模拟检测方法及检测装置 |
| CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 刘建成: "脉冲多普勒雷达导引头建模和仿真研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
| 李蕴滋 等: "《雷达工程学》", 31 March 1999, 海洋出版社 * |
| 马可: "主动防护雷达的角度标校", 《电子测量技术》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112946588A (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 华为技术有限公司 | 一种测试平台以及通道误差的确定方法 |
| WO2021115226A1 (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 华为技术有限公司 | 一种测试平台以及通道误差的确定方法 |
| CN112946588B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-10-20 | 华为技术有限公司 | 一种测试平台以及通道误差的确定方法 |
| CN110824449A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-02-21 | 西安电子工程研究所 | 一种多频点雷达导引头自动标定测试方法 |
| CN110988825A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-10 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达导引头测角曲线拟合的方法 |
| CN110988825B (zh) * | 2019-12-16 | 2022-11-22 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达导引头测角曲线拟合的方法 |
| CN113835072A (zh) * | 2021-11-26 | 2021-12-24 | 南京隼眼电子科技有限公司 | 一种毫米波雷达校准方法、装置及电子设备 |
| CN113835072B (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-15 | 南京隼眼电子科技有限公司 | 一种毫米波雷达校准方法、装置及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110554365A (zh) | 一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置 | |
| CN101320062B (zh) | 基于移动参考点的天线相位中心测量方法 | |
| CN108037374B (zh) | 一种阵列天线近场标定方法 | |
| CN110554366A (zh) | 一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置 | |
| CN112230190B (zh) | 一种针对目标摆放位置误差的目标rcs相位校准方法 | |
| CN106338655B (zh) | 一种平面近场探头安装精度引起的测试误差修正方法 | |
| CN106291454A (zh) | 一种干涉仪近场测试装置、测试方法及校准方法 | |
| US11906653B2 (en) | System and method of calibrating a radar rotatable antenna system | |
| CN107768829B (zh) | 一种基于太阳跟踪的天线指向修正方法 | |
| CN104375129B (zh) | 一种分布式阵列相参合成雷达发射相参参数校准方法 | |
| CN106501793A (zh) | 校准平板定标体与太赫兹光束夹角的装置和方法 | |
| CN110568414A (zh) | 基于w波段雷达系统的半实物仿真延时校准方法及系统 | |
| CN114487986B (zh) | 一种干涉仪测向阵列校准和验证方法 | |
| CN108663577A (zh) | 一种多探头球面近场交叉极化校正方法 | |
| CN116520035A (zh) | 一种采用平面近场快速反演方法的二维方向图测试方法 | |
| KR101564729B1 (ko) | 위상배열 레이더의 배열면 정렬 방법 | |
| CN114994420A (zh) | 相控阵天线阵元通道相位偏转特性测试方法 | |
| CN112710903A (zh) | 一种基于多探头球面场天线测试系统的相位中心测试方法 | |
| CN109241565A (zh) | 天线球面近场测量中采样位置误差校正方法和装置 | |
| CN105116374B (zh) | 相位延迟的测量和标定方法及信号处理器、rsu | |
| CN109975620B (zh) | 一种全空域相控阵被测天线旋转模拟校准系统及方法 | |
| CN115616475A (zh) | 一种基于相位差标校的圆阵测向方法 | |
| CN111342233B (zh) | 一种窄波束天线的快速精对准方法 | |
| CN110988786B (zh) | 一种阵列测向校准方法 | |
| CN115097402A (zh) | 一种一维相控阵天线指向误差自动补偿方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191210 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |