雷達(dá)的方向測量和定位.ppt

第3章 雷達(dá)的方向測量和定位,第3章 雷達(dá)的方向測量和定位,3.1 概述 3.2 振幅法測向 33 相位法測向,3.1 概述,目的 方法 主要技術(shù)指標(biāo),1. 測向的目的,信號(hào)分選識(shí)別 引導(dǎo)干擾 指示威脅方向 引導(dǎo)殺傷武器 輔助定位,2測向的方法,1）根據(jù)測向原理測向方法分為： a）振幅法測向： 利用信號(hào)的相對幅度大小，確定信號(hào)的到達(dá)方向。 主要方法有： 最大信號(hào)法 等信號(hào)法 比較信號(hào)法 b) 相位法測向 利用信號(hào)的相位差大小，確定信號(hào)的到達(dá)方向,2）根據(jù)波束掃描測向方法分為,a) 同時(shí)波束法 利用多個(gè)獨(dú)立天線實(shí)現(xiàn) b) 順序波束法 利用窄波束天線連續(xù)搜索實(shí)現(xiàn),3 主要技術(shù)指標(biāo),1) 測角精度和角度分辨力 2) 測角范圍、瞬時(shí)視野、角度搜索概率和搜索時(shí)間 3) 測向系統(tǒng)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍,32 振幅法測向,全向振幅單脈沖測向 多波束測向,1.全向振幅單脈沖測向技術(shù),全向振幅單脈沖系統(tǒng)使用N個(gè)相同方向圖函數(shù)的天線，均勻分布到360度方向。四天線全向振幅單脈沖原理如圖,基本特點(diǎn)： N個(gè)同方向圖天線均勻分布在0，2方位內(nèi)，天線方向圖函數(shù)為： 每個(gè)天線分別聯(lián)接接收機(jī)，接收機(jī)為: 射頻放大檢波對數(shù)視放 信號(hào)處理方法有相鄰比幅和全方向比幅兩種。,2相鄰比幅法,信號(hào)方向位于兩相鄰天線間： 如圖示,相鄰比幅法（續(xù)）,系統(tǒng)輸出對數(shù)電壓比 由R反解可以得到，采用高斯方向圖函數(shù)時(shí) k=1時(shí)得到,相鄰比幅法（續(xù)）,反解得到 對求全微分，得到系統(tǒng)測向誤差為 可見，波束越窄、天線越多，誤差越小。但波束越窄交點(diǎn)損失L越大。給定的交點(diǎn)損失L(dB),波束寬度為：,3. 全方向比幅法,對各天線的輸出取加權(quán)和 其中， ，超過此范圍時(shí)按照2取模。 無模糊方向估計(jì) 全方向比幅測向法的主要優(yōu)點(diǎn)是，對各種天線函數(shù)的適應(yīng)性強(qiáng)，測向誤差小，沒有強(qiáng)信號(hào)造成的虛假測向，但信號(hào)處理復(fù)雜，不能進(jìn)行多信號(hào)測向。,4多波束測向技術(shù),多波束測向系統(tǒng)由N個(gè)同時(shí)的窄波束覆蓋測向范圍AOA，它有兩種形成方法： 集中參數(shù)微波饋電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的多波束天線陣； 空間分布的饋電構(gòu)成的多波束天線陣。 典型的集中參數(shù)的微波饋電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的多波束天線陣是羅特曼透鏡。,多波束測向技術(shù)(續(xù)）,如圖示,多波束測向技術(shù)(續(xù)）,N元線陣在方向的輸出為： 相位差為： 經(jīng)過li長度的傳輸線，引起傳輸相差： 經(jīng)透鏡在j輸出口的輸出： ，j=0,1,N-1,3.3 相位法測向,1. 數(shù)字式相位干涉儀測向 線性相位多模園陣測向 數(shù)字式相位干涉儀測向,1. 數(shù)字式相位干涉儀測向,1) 單基線相位干涉儀測向 在原理上相位干涉儀可以實(shí)現(xiàn)對單脈沖的測向，因此又稱為相位單脈沖。下面利用單基線的相位干涉儀說明其原理，如圖,數(shù)字式相位干涉儀測向(續(xù)）,天線陣輸出信號(hào)相位差 正交相位檢波輸出 測向輸出 無模糊測角范圍max,max： l越長精度越高，但無模糊測角范圍越小。 數(shù)字測向：對US、UC極性量化，形成編碼輸出。,2） 一維多基線相位干涉儀測向,在多基線相位干涉儀中，利用長基線保證精度，短基線保證測角范圍。3基線相位干涉儀原理圖如下：,一維多基線相位干涉儀測向（續(xù)）,其中0天線為基準(zhǔn)天線，它與其它天線的基線長度分別為l1、l2、l3， 且滿足經(jīng)過鑒相得到6個(gè)輸出信號(hào)： 其中：,一維多基線相位干涉儀測向（續(xù)）,這6路信號(hào)經(jīng)過加減電路，極性量化器，校正編碼器產(chǎn)生8bit方向碼輸出，其方法與比相法瞬時(shí)測頻接收機(jī)類似。 設(shè)基線數(shù)為k, 相鄰基線長度比為n，最長基線編碼器的量化位數(shù)為m，則測向精度為 相位干涉儀測向具有較高的測向精度，但測向范圍不能覆蓋全方位，而且沒有同時(shí)信號(hào)分辨能力。同時(shí)必須先對信號(hào)進(jìn)行頻率測量，才能進(jìn)行方向測量。,2線性相位多模圓陣測向,線性相位多模圓陣是全向測向系統(tǒng)，其原理如圖示：,線性相位多模圓陣測向（續(xù)）,當(dāng)信號(hào)從方向得到天線陣面時(shí)，在個(gè)陣元上的激勵(lì)電壓為 其中U為接收的復(fù)信號(hào)，對天線輸出信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合成，得到園陣天線輸出為：,線性相位多模圓陣測向（續(xù)）,其中W=2R/。上式可以用貝塞耳函數(shù)近似，即系統(tǒng)的饋電網(wǎng)絡(luò)(Bulter矩陣)為： 測向系統(tǒng)只需利用k=0,1,2,4