CN111398914B - 一种雷达跟踪波束测角方法 - Google Patents
一种雷达跟踪波束测角方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111398914B CN111398914B CN202010325579.4A CN202010325579A CN111398914B CN 111398914 B CN111398914 B CN 111398914B CN 202010325579 A CN202010325579 A CN 202010325579A CN 111398914 B CN111398914 B CN 111398914B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- theta
- curve
- sin
- radar
- ratio
- 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.)
- Active
Links
Images
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
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
-
- 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
- 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
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/44—Monopulse radar, i.e. simultaneous lobing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种雷达跟踪波束测角方法,属于雷达设计领域。本发明为了克服现有的单脉冲和差波束比幅测角方法在大空域、任意角度、同时多波束的情况下S曲线数据容量大、测角流程复杂的问题,通过构建一条经空域变换的“通用”测角曲线(K曲线),所述K曲线的横坐标为p,纵坐标为“差和比”volt_ratio,其中,p=(sin(θ)‑sin(θB))/λ,将所述K曲线数据存入雷达计算机;根据雷达实际测得目标回波的“差和比”volt_ratio对照所述K曲线数据,查表得到对应的p值;根据θ=arcsin(p*λ+sin(θB))计算出目标角度值。所述空域变换得到的K曲线不受波束指向、频率等因素影响,数据存储空间小,查表流程简单,能简便地实现大空域、任意角度、同时多波束的情况下的单脉冲和差比幅测角。
Description
技术领域
本发明属于雷达设计领域,具体涉及一种雷达跟踪波束测角方法。
背景技术
雷达作为现代战争中战场感知的重要传感器,对目标空间位置的跟踪探测是其最基本、最重要的功能,而目标角度测量是其中重要一环。随着相控阵雷达技术的发展,单脉冲测角方法普遍应用于雷达测角中,该方法包括比幅单脉冲测角和比相单脉冲测角,其中单脉冲和差波束比幅测角最为普遍。
单脉冲和差波束比幅测角方法在每一个波位形成一个和波束,一个方位角差波束和一个俯仰角差波束,通过差波束方向图与和波束方向图的幅度比值可得到横轴为角度值,纵轴为“差和比”的测角曲线,即S曲线。将S曲线数据存至雷达计算机中,雷达探测过程中用实际测得的回波信号“差和比”及相位差与S曲线数据对比,通过查表的方式得到目标角度值。该方法的缺点在于,由于波束指向、宽度、频率等因素的影响,不同波位对应的S曲线不同,雷达计算机中需存储多个S曲线数据,并在探测过程中根据波束位置的不同查询不同的S曲线。对于常规的固定波位搜索处理,该方法尚能满足,但对于大空域、任意角度、同时多波束的跟踪波束,该方法S曲线数据表的容量规模过于庞大,查表流程过于复杂。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种雷达跟踪波束测角方法,以克服现有的单脉冲和差波束比幅测角方法在大空域、任意角度、同时多波束的情况下S曲线数据容量大、测角流程复杂的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提出一种雷达跟踪波束测角方法,该方法包括如下步骤:
步骤一:通过空域变换构建K曲线,所述K曲线的横坐标为p,纵坐标为“差和比”volt_ratio,其中,p=(sin(θ)-sin(θB))/λ,θB和λ分别当前跟踪波束中心指向和工作波长,θ为雷达需测得的目标所在角度;
步骤二:将所述K曲线数据存入雷达计算机;
步骤三:根据雷达实际测得目标回波的“差和比”volt_ratio对照所述K曲线数据,查表得到对应的p值;
步骤四:根据θ=arcsin(p*λ+sin(θB))计算出目标角度值。
进一步地,所述步骤一具体包括如下过程:
在(sin(θ)-sin(θB))/λ域构建方向图,即令p=(sin(θ)-sin(θB))/λ,则和波束方向图方程由θ域的和波束方向图方程
变为:
差波束方向图方程由θ域的差波束方向图方程
变为:
其中ai为幅度加权系数,θ为雷达需测得的目标所在角度,θB为当前跟踪波束中心指向,d为天线阵元间距,N为天线阵元个数,工作波长λ=c/f,f为雷达工作频点,c为光速;
差和幅度比后得到的测角曲线也由θ-volt_ratio变换到(sin(θ)-sin(θB))/λ-volt_ratio,从而得到所述K曲线:
进一步地,经过空间变换后的多条测角曲线重合为一条“K曲线”,所述K曲线不受波束中心指向、雷达工作频点影响。
(三)有益效果
本发明提出构建一条经空域变换的“通用”测角曲线(K曲线),所述K曲线的横坐标为p,纵坐标为“差和比”volt_ratio,其中,p=(sin(θ)-sin(θB))/λ,将所述K曲线数据存入雷达计算机;根据雷达实际测得目标回波的“差和比”volt_ratio对照所述K曲线数据,查表得到对应的p值;根据θ=arcsin(p*λ+sin(θB))计算出目标角度值。所述空域变换得到的K曲线不受波束指向、频率等因素影响,数据存储空间小,查表流程简单,能简便地实现大空域、同时多波束的情况下的单脉冲和差比幅测角。
附图说明
图1为本发明的处理流程图;
图2为三个波束的和、差方向图的示例图;
图3为将三个波束归一化后的测角曲线(S曲线)示例图;
图4为将三个波束空域变换后的测角曲线(K曲线)示例图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1是本发明技术方案的主流程图。如图1所示,本发明提出的雷达跟踪波束测角方法包括下列步骤:
步骤一:空域变换,构建测角曲线。
θ域的和波束方向图方程为:
θ域的差波束方向图方程为:
式中ai为幅度加权系数,θ为雷达需测得的目标所在角度,θB为当前跟踪波束中心指向,d为天线阵元间距,N为天线阵元个数,工作波长λ=c/f,f为雷达工作频点,c为光速。图2所示为以俯仰维0°和40°两个指向为例,画出单脉冲和差波束方向图,其中B1为频率1、法向0度指向,B2为频率1、法向+40度指向,B3为频率32、法向+40度指向。可见当天线阵元个数、间距、幅度加权确定后,波束方向图形状因波束指向和工作频点的不同而不同。
中心指向归一化到B1中心角(0度)后的θ域的测角曲线方程为:
如图3可见,测角曲线的横坐标为θ,纵坐标为volt_ratio;当目标位于不同角度时,由于波束指向、宽度、频率等因素的影响,将存在多条测角曲线,即S曲线。对于大空域覆盖、同时多波束处理、多频点工作的雷达,S曲线数据量将非常庞大,不利于计算机存储和处理。
对上述三个波束在(sin(θ)-sin(θB))/λ域构建方向图,即令p=(sin(θ)-sin(θB))/λ,则和波束方向图方程变为:
差波束方向图方程为:
差和幅度比后得到的测角曲线也由θ-volt_ratio变换到(sin(θ)-sin(θB))/λ-volt_ratio,即
如图4所示。可见,经过空间变换后的多条测角曲线重合为一条(此处称为“K曲线”),不受指向、频率等影响,该K曲线的横坐标为p((sin(θ)-sin(θB))/λ),纵坐标为volt_ratio;
步骤二:将K曲线数据存入雷达计算机。
步骤三:根据雷达实际测得目标回波的“差和比”volt_ratio对照K曲线数据,查表得到对应的p值。
步骤四:根据θ=arcsin(p*λ+sin(θB))计算出雷达测得的目标角度值,其中θB和λ分别当前跟踪波束中心指向和工作波长。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种雷达跟踪波束测角方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
步骤一:通过空域变换构建K曲线,所述K曲线的横坐标为p,纵坐标为“差和比”volt_ratio,其中,p=(sin(θ)-sin(θB))/λ,θB和λ分别当前跟踪波束中心指向和工作波长,θ为雷达需测得的目标所在角度;
步骤二:将所述K曲线数据存入雷达计算机;
步骤三:根据雷达实际测得目标回波的“差和比”volt_ratio对照所述K曲线数据,查表得到对应的p值;
步骤四:根据θ=arcsin(p*λ+sin(θB))计算出目标角度值。
3.如权利要求2所述的雷达跟踪波束测角方法,其特征在于:经过空间变换后的多条测角曲线重合为一条“K曲线”,所述K曲线不受波束中心指向、雷达工作频点影响。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010325579.4A CN111398914B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种雷达跟踪波束测角方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010325579.4A CN111398914B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种雷达跟踪波束测角方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111398914A CN111398914A (zh) | 2020-07-10 |
CN111398914B true CN111398914B (zh) | 2021-05-18 |
Family
ID=71435330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010325579.4A Active CN111398914B (zh) | 2020-04-23 | 2020-04-23 | 一种雷达跟踪波束测角方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111398914B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112180360B (zh) * | 2020-09-29 | 2023-07-21 | 西安电子工程研究所 | 一种频扫天线对弹丸目标进行比幅测角的新方法 |
CN112782645B (zh) * | 2020-12-30 | 2021-11-19 | 无锡国芯微电子系统有限公司 | 一种四臂螺旋天线数据拟合测角方法 |
CN113419208B (zh) * | 2021-05-11 | 2022-11-11 | 四川九洲防控科技有限责任公司 | 干扰源实时测向方法、装置、存储介质及电子设备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1500952A2 (de) * | 2003-07-22 | 2005-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Winkelbestimmung bei Mehrzielszenarien für Mehrkeulen-Monopulsradar |
CN101587188A (zh) * | 2008-05-22 | 2009-11-25 | 电子科技大学 | 一种基于时间调制天线阵的单脉冲雷达系统 |
JP2010281791A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | レーダ装置 |
CN103728614A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 西安电子科技大学 | 基于机扫米波雷达的改进单脉冲测角方法 |
CN109343047A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种脉冲体制测量系统提高目标角度探测精确的测量方法 |
CN110058226A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 北京遥感设备研究所 | 一种基于正负调频斜率线性调频的相控阵雷达测角系统 |
-
2020
- 2020-04-23 CN CN202010325579.4A patent/CN111398914B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1500952A2 (de) * | 2003-07-22 | 2005-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Winkelbestimmung bei Mehrzielszenarien für Mehrkeulen-Monopulsradar |
CN101587188A (zh) * | 2008-05-22 | 2009-11-25 | 电子科技大学 | 一种基于时间调制天线阵的单脉冲雷达系统 |
JP2010281791A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Toshiba Corp | レーダ装置 |
CN103728614A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-04-16 | 西安电子科技大学 | 基于机扫米波雷达的改进单脉冲测角方法 |
CN109343047A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-15 | 中国电子科技集团公司第二十八研究所 | 一种脉冲体制测量系统提高目标角度探测精确的测量方法 |
CN110058226A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-26 | 北京遥感设备研究所 | 一种基于正负调频斜率线性调频的相控阵雷达测角系统 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Investigation of the related factors of angle measurements precision in monopulse radar;Zhanqi Wang et.al.;《2017 International Applied Computational Electromagnetics Society Symposium (ACES)》;20170928;第1—2页 * |
单脉冲雷达四通道联合的高分辨测角新方法;戴幻尧等;《现代防御技术》;20170630;第45卷(第3期);第98—103页 * |
机载雷达基于TigerSHARC测角系统的实现;郑琼等;《电子科技》;20101221;第23卷(第12期);第1—4页、第8页 * |
相位和差单脉冲测角算法在某雷达中的应用;张汉光等;《软件导刊》;20160630;第15卷(第6期);第145—146页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111398914A (zh) | 2020-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111398914B (zh) | 一种雷达跟踪波束测角方法 | |
CN108549059B (zh) | 一种复杂地形条件下的低空目标仰角估计方法 | |
US5557282A (en) | Height finding antenna apparatus and method of operation | |
CN102288944B (zh) | 基于地形匹配的数字阵列米波雷达超分辨测高方法 | |
CN110673086A (zh) | 一种基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法 | |
CN110488255A (zh) | 一种相控阵雷达单脉冲高分辨测角系统及方法 | |
CN111220954B (zh) | 一种基于自校幅度归一化的雷达角误差修正方法 | |
CN109061638B (zh) | 相控阵近距离数字成像方法 | |
CN110196414A (zh) | 一种基于补偿天线方向图误差的天线波束指向方法 | |
CN110764059B (zh) | 一种收发垂直波束三坐标相控阵雷达方法 | |
CN107656238A (zh) | 一种基于双查找表方法的高频地波雷达测向新方法 | |
CN112147593A (zh) | 一种高速密集爆炸物破片目标的四维参数估计方法 | |
Ryzhikov et al. | Measurement of angular coordinates of point targets in the onboard weather navigation radar based on a multi-channel phased antenna array with an assimetic pattern | |
CN105824016B (zh) | 运动平台雷达检测超低空目标的稳健空时自适应处理方法 | |
KR20200125095A (ko) | 배열 안테나의 회전을 이용한 레이다 및 이의 3차원 영상 획득 방법 | |
CN114994597A (zh) | 一种基于均匀圆阵的干涉仪测向方法 | |
CN210465677U (zh) | 旋转场式全向天线和全向探测雷达系统 | |
CN114265051A (zh) | 一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法 | |
RU2682239C1 (ru) | Способ точного сопровождения по углу места низколетящей цели в условиях интерференции | |
RU2816168C1 (ru) | Способ определения высоты полёта низколетящей цели моноимпульсной РЛС сопровождения в реальном масштабе времени | |
RU2761955C1 (ru) | Способ определения высоты полета низколетающей цели моноимпульсной РЛС сопровождения | |
CN111965602A (zh) | 一种相控阵雷达幅相一致性检测方法和系统 | |
CN113296051B (zh) | 一种天线二维分区测向的方法、设备及存储介质 | |
CN114895303B (zh) | 一种分布式雷达的高精度合成测角方法 | |
RU2779039C1 (ru) | Способ высокоточного определения высоты полета низколетящей цели моноимпульсной РЛС сопровождения |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |