雷达原理角度测量课件.ppt

第七章 角度测量,电波在均匀介质中传播的直线性，雷达天线的方向性。,第一节 概述,测角的物理基础,测角的性能参数：,测角的方法,天线对于不同方向到达的电磁波具有不同的振幅和相位的响应,利用振幅响应进行测角,利用相位响应进行测角,测角范围、测角速度、测角精度或准确度、角分辨力。,相位法、振幅法,天线的方向图,一般性质,典型函数,余弦函数、高斯函数、辛克函数、,P201，图7.1,半功率点位置,第二节 测角方法及其比较,测角原理,7.2.1 相位法测角,利用多个天线所接收到的回波信号间的相位差测角,测角范围,实现方法,将两天线收到的高频信号与同一本振差频后在中频上比相,测角误差与多值性问题,测角误差,鉴相精度,解决方法,三天线法测角,解：,测角原理,测角方法,7.2.2 振幅法测角,利用天线收到的回波信号幅度来做角度测量。幅度变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。,最大信号法、等信号法,最大信号法,天线扫描过程中收到最强回波时，天线所在指向为目标方向,等信号法,利用两个相同且部分重叠的波束。当目标位于两波束交叠轴处时，两波束收到回波信号相等，交叠轴方向即为目标方向。,特点：精度高(提高一个数量级)，可判别目标偏离方向和大小；结构复杂、灵敏度有损失,实现方法：,同时波瓣法、顺序波瓣法,第三节 天线波束的扫描方法,针状波束,雷达波束按一定方式照射给定空域，完成目标探测和坐标测量,7.3.1 波束形状和扫描方法,用途：火控,特点：同时测距离、方位、俯仰；精度高 方位、俯仰波束窄；扫描速度慢。,波束形式：,扇形波束,特点：方位窄、俯仰宽，或相反；扫描速度快。,可测 R、，但不可测,0.5,扫描方式：圆周扫、扇扫,用途：警戒,波束形式：,特点：相同高度上目标回波强度相同，可同时测R、,用途：搜索、警戒、地面测绘,余割平方扇形波束,机械扫描,7.3.2 天线扫描方式,机械扫描,电扫描,电扫描,相位扫描、频率扫描、时间延迟法,特点：扫描速度很高，波速控制灵活缺点：波束宽度展宽，天线增益减小，系统复杂,7.3.3 相位扫描法,在阵列天线元采用控制移相器相移量的方法改变激励相位，从而实现电扫描。,相位扫描基本原理,目标,7.4.4 高度测量,由目标斜距和仰角得到,方法,第五节 自动测角的原理和方法,作用,原理,圆锥扫描自动测角,单脉冲自动测角,应用,目标精确定位,空中交通管制、防空火控、卫星跟踪,目标偏离轴线（即出现误差角），产生一个误差电压，其值正比于，极性随偏离方向不同而改变。误差电压经跟踪系统变换、放大、处理后，控制天线向减小方向运动，使天线轴线对准目标。,方法,7.5.1 圆锥扫描自动测角系统,顺序波瓣测角法,A目标回波信号强弱变化规律,0/s,2/s,垂直于等信号轴的波束截面位置变化示意图,目标位于等信号轴,目标偏离等信号轴,目标偏离等信号轴时,回波信号幅度产生强弱变化,调制频率为天线的圆锥扫描频率s，调制深度取决于目标偏离等信号轴的大小，起始相位由目标偏离等信号轴的方向来决定。,回波信号幅度近似为正弦波调制的脉冲串,7.5.2 单脉冲自动测角系统,同时波瓣测角法,差 即信号相位差，反相。,发射信号,和信号,差信号,利用和差比较器实现和差波束，同时接收目标回波信号,用于发射观察和测距,用于测角,思考,