雷達(dá)的方向測(cè)量和定位ppt課件

1、第第3 3章章 雷達(dá)的方向丈量和定位雷達(dá)的方向丈量和定位第第3 3章章 雷達(dá)的方向丈量和定位雷達(dá)的方向丈量和定位3.1 概述3.2 振幅法測(cè)向33 相位法測(cè)向 3.1 3.1 概述概述目的目的方法方法主要技術(shù)目的主要技術(shù)目的 1. 1. 測(cè)向的目的測(cè)向的目的 v 信號(hào)分選識(shí)別v 引導(dǎo)干擾v 指示要挾方向v 引導(dǎo)殺傷武器v 輔助定位2測(cè)向的方法測(cè)向的方法1根據(jù)測(cè)向原理測(cè)向方法分為：a振幅法測(cè)向：利用信號(hào)的相對(duì)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(cè)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(cè)向方法分為 a) 同時(shí)波束法 利用多個(gè)獨(dú)

2、立天線實(shí)現(xiàn)b) 順序波束法 利用窄波束天線延續(xù)搜索實(shí)現(xiàn) 3 主要技術(shù)目的主要技術(shù)目的1) 測(cè)角精度和角度分辨力 2) 測(cè)角范圍、瞬時(shí)視野、角度搜索概率和搜索時(shí)間3) 測(cè)向系統(tǒng)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍32 振幅法測(cè)向 全向振幅單脈沖測(cè)向 多波束測(cè)向1.全向振幅單脈沖測(cè)向技術(shù) 全向振幅單脈沖系統(tǒng)運(yùn)用N個(gè)一樣方向圖函數(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帶通濾波器帶通濾波器帶通濾波器帶通濾波器射頻放大射頻放大射頻放大射頻放大檢波檢波檢波檢波對(duì)數(shù)放大對(duì)數(shù)放大對(duì)數(shù)放大對(duì)數(shù)放大信號(hào)處理根本特點(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)接接納機(jī)，接納機(jī)為:

3、射頻放大檢波對(duì)數(shù)視放信號(hào)處置方法有相鄰比幅和全方向比幅兩種。NNiiFss2, 1, 0,2相鄰比幅法相鄰比幅法信號(hào)方向位于兩相鄰天線間：如圖示2,2ssFF2/s2/s相鄰比幅法續(xù)相鄰比幅法續(xù)系統(tǒng)輸出對(duì)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dBFFkRss22lg10 223863. 1reFdBRrs212相鄰比幅法續(xù)相鄰比幅法續(xù)反解得到對(duì)求全微分，得到系統(tǒng)測(cè)向誤差為 可見(jiàn)，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： Lsr3Rsr122ssrrsrsrdRdRdRd222126123. 3. 全方向比幅法全方向比幅法

4、對(duì)各天線的輸出取加權(quán)和其中， ，超越此范圍時(shí)按照2取模。無(wú)模糊方向估計(jì)全方向比幅測(cè)向法的主要優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)各種天線函數(shù)的順應(yīng)性強(qiáng)，測(cè)向誤差小，沒(méi)有強(qiáng)信號(hào)呵斥的虛偽測(cè)向，但信號(hào)處置復(fù)雜，不能進(jìn)展多信號(hào)測(cè)向。 1010cossinNissNissiiFCiiFSiis, CStg14多波束測(cè)向技術(shù)多波束測(cè)向技術(shù)多波束測(cè)向系統(tǒng)由N個(gè)同時(shí)的窄波束覆蓋測(cè)向范圍AOA，它有兩種構(gòu)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(cè)向技術(shù)多波束測(cè)向技術(shù)( (續(xù)續(xù)如圖示 )(0F)(1F)(1NF)(F測(cè)向接收機(jī)

5、)(0F)(1F)(2F)(1NF0l1l2l1Nl多波束測(cè)向技術(shù)多波束測(cè)向技術(shù)( (續(xù)續(xù)N元線陣在方向的輸出為：相位差為：經(jīng)過(guò)li長(zhǎng)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)()()(jietStS 1, 0,sin2Nid1, 0,2Nilii jjNilijjNeFjiisin102,3.3 相位法測(cè)向 1. 數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向 線性相位多模園陣測(cè)向線性相位多模園陣測(cè)向 數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向 1. 數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向 1) 單基線相位干涉儀測(cè)向單基線相位干涉儀測(cè)向 在原理上相位干涉儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)

6、單脈沖的測(cè)向，因此又在原理上相位干涉儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單脈沖的測(cè)向，因此又稱為相位單脈沖。下面利用單基線的相位干涉儀闡明其稱為相位單脈沖。下面利用單基線的相位干涉儀闡明其原理，如圖原理，如圖接收機(jī)接收機(jī)鑒相器角度變換l角度信息數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向數(shù)字式相位干涉儀測(cè)向( (續(xù)續(xù)天線陣輸出信號(hào)相位差正交相位檢波輸出 測(cè)向輸出無(wú)模糊測(cè)角范圍max,max：l越長(zhǎng)精度越高，但無(wú)模糊測(cè)角范圍越小。數(shù)字測(cè)向：對(duì)US、UC極性量化，構(gòu)成編碼輸出。sin2 lcos,sinCSUUlUUtgCS2sin,11l 2sin1max2 一維多基線相位干涉儀測(cè)向一維多基線相位干涉儀測(cè)向在多基線相位干涉儀中，利用長(zhǎng)基線保證

7、精度，短基線保證測(cè)角范圍。3基線相位干涉儀原理圖如下：射頻放大混頻器限幅放大射頻放大混頻器限幅放大射頻放大混頻器限幅放大射頻放大混頻器限幅放大本振鑒相器鑒相器鑒相器加減、極性量化器編碼校正電路方位碼輸出l1l2l3一維多基線相位干涉儀測(cè)向續(xù)一維多基線相位干涉儀測(cè)向續(xù) 其中0天線為基準(zhǔn)天線，它與其它天線的基線長(zhǎng)度分別為l1、l2、l3，且滿足經(jīng)過(guò)鑒相得到6個(gè)輸出信號(hào)：其中： 322211cos,sin,cos,sin,cos,sin223122114sin4sin2sin23lll23244llll一維多基線相位干涉儀測(cè)向續(xù)一維多基線相位干涉儀測(cè)向續(xù) 這6路信號(hào)經(jīng)過(guò)加減電路，極性量化器，校正編碼

8、器產(chǎn)生8bit方向碼輸出，其方法與比相法瞬時(shí)測(cè)頻接納機(jī)類似。 設(shè)基線數(shù)為k, 相鄰基線長(zhǎng)度比為n，最長(zhǎng)基線編碼器的量化位數(shù)為m，那么測(cè)向精度為 相位干涉儀測(cè)向具有較高的測(cè)向精度，但測(cè)向范圍不能覆蓋全方位，而且沒(méi)有同時(shí)信號(hào)分辨才干。同時(shí)必需先對(duì)信號(hào)進(jìn)展頻率丈量，才干進(jìn)展方向丈量。 11max2mkn2線性相位多模圓陣測(cè)向線性相位多模圓陣測(cè)向線性相位多模圓陣是全向測(cè)向系統(tǒng)，其原理如圖示：R10N-1Nr2信號(hào)方向圓陣天線饋電網(wǎng)絡(luò)Bulter矩陣鑒相器組加減極性量化編碼校正電路0U1U1NU方向碼輸出線性相位多模圓陣測(cè)向續(xù)線性相位多模圓陣測(cè)向續(xù) 當(dāng)信號(hào)從方向得到天線陣面時(shí)，在個(gè)陣元上的鼓勵(lì)電壓為 其中U為接納的復(fù)信號(hào)，對(duì)天線輸出信號(hào)進(jìn)展加權(quán)合成，得到園陣天線輸出為：1, 1 , 0,)2cos(2,NrrRUeUrjrr10)2cos(2(1022, 12)(NrNrWKNrjNrKNrjrKNNKeUeUF線性相位多模圓陣測(cè)向續(xù)線性相位多模圓陣測(cè)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(cè)向系統(tǒng)只需利用k=0,1,2,4N