【教学课件】第3章雷达的方向测量和定位.ppt

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1、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

2、度搜索概率和搜索时间3)测向系统灵敏度和动态范围,32 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

3、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

4、出为：相位差为：经过li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US、UC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

5、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l1、l2、l3，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8bit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=2R/。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。,