雷达的方向测量与定位.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2/10/2020,#,第,3,章,雷达的方向测量和定位,第,3,章,雷达的方向测量和定位,3.1,概述,3.2,振幅法测向,33,相位法测向,3.1,概述,目的,方法,主要技术指标,1.,测向的目的,信号分选识别,引导干扰,指示威胁方向,引导杀伤武器,辅助定位,2,测向的方法,1）,根据测向原理测向方法分为：,a）,振幅法测向：,利用信号的相对幅度大小，确定信号的到达方向。,主要方法有：,最大信号法,等信号法,比较信号法,b),相位法测向,利用信号的相位差大小，确定信号的到达方向,2）,根据波束扫描测向方法分为,a),同时波束法,利用多个独立天线实现,b),顺序波束法,利用窄波束天线连续搜索实现,3,主要技术指标,1),测角精度和角度分辨力,2),测角范围、瞬时视野、角度搜索概率和搜索时间,3),测向系统灵敏度和动态范围,3,2,振幅法测向,全向振幅单脉冲测向,多波束测向,1.全向振幅单脉冲测向技术,全向振幅单脉冲系统使用,N,个相同方向图函数的天线，均匀分布到360度方向。四天线全向振幅单脉冲原理如图,基本特点：,N,个同方向图天线均匀分布在,0,，,2,方位内，天线方向图函数为：,每个天线分别联接接收机，接收机为:,射频放大检波对数视放,信号处理方法有相邻比幅和全方向比幅两种。,2,相邻比幅法,信号方向,位于两相邻天线间：,如图示,相邻比幅法（续）,系统输出对数电压比,由,R,反解可以得到,，,采用高斯方向图函数时,k=1,时得到,相邻比幅法（续）,反解得到,对,求全微分，得到系统测向误差为,可见，波束越窄、天线越多，误差越小。但波束越窄交点损失,L,越大。给定的交点损失,L(dB),波束宽度为：,3.全方向比幅法,对各天线的输出取加权和,其中，,，,超过此范围时按照,2,取模。,无模糊方向估计,全方向比幅测向法的主要优点是，对各种天线函数的适应性强，测向误差小，没有强信号造成的虚假测向，但信号处理复杂，不能进行多信号测向。,4,多波束测向技术,多波束测向系统由,N,个同时的窄波束覆盖测向范围,AOA,，,它有两种形成方法：,集中参数微波馈电网络构成的多波束天线阵；,空间分布的馈电构成的多波束天线阵。,典型的集中参数的微波馈电网络构成的多波束天线阵是罗特曼透镜。,多波束测向技术(续）,如图示,多波束测向技术(续）,N,元线阵在,方向的输出为：,相位差为：,经过,l,i,长度的传输线，引起传输相差：,经透镜在,j,输出口的输出：,，,j=0,1,N-1,3.3,相位法测向,1.数字式相位干涉仪测向,线性相位多模园阵测向,数字式相位干涉仪测向,1.,数字式相位干涉仪测向,1),单基线相位干涉仪测向,在原理上相位干涉仪可以实现对单脉冲的测向，因此又称为相位单脉冲。下面利用单基线的相位干涉仪说明其原理，如图,数字式相位干涉仪测向(续）,天线阵输出信号相位差,正交相位检波输出,测向输出,无模糊测角范围,max,max,：,l,越长精度越高，但无模糊测角范围越小。,数字测向：对,U,S,、U,C,极性量化，形成编码输出。,2）,一维多基线相位干涉仪测向,在多基线相位干涉仪中，利用长基线保证精度，短基线保证测角范围。3基线相位干涉仪原理图如下：,一维多基线相位干涉仪测向（续）,其中,0,天线为基准天线，它与其它天线的基线长度分别为,l,1,、,l,2,、,l,3,，,且满足经过鉴相得到,6,个输出信号：,其中：,一维多基线相位干涉仪测向（续）,这6路信号经过加减电路，极性量化器，校正编码器产生8,bit,方向码输出，其方法与比相法瞬时测频接收机类似。,设基线数为,k,相邻基线长度比为,n，,最长基线编码器的量化位数为,m，,则测向精度为,相位干涉仪测向具有较高的测向精度，但测向范围不能覆盖全方位，而且没有同时信号分辨能力。同时必须先对信号进行频率测量，才能进行方向测量。,2,线性相位多模圆阵测向,线性相位多模圆阵是全向测向系统，其原理如图示：,线性相位多模圆阵测向（续）,当信号从,方向得到天线阵面时，在个阵元上的激励电压为,其中,U,为接收的复信号，对天线输出信号进行加权合成，得到园阵天线输出为：,线性相位多模圆阵测向（续）,其中,W=2,R/,。,上式可以用贝塞耳函数近似，即系统的馈电网络(,Bulter,矩阵)为：,测向系统只需利用,k=0,1,2,4N/2,的输出，进行数字鉴相、测向，可得到数字测向结果。单位角度量化,多模圆阵是一种宽带测向技术，信号的频率不影响测向。工作带宽取决与天线和馈电网络的带宽。它没有同时信号分辨能力。,