一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法、雷达系统与流程

专利2025-12-23  15


本发明涉及雷达测量领域,具体涉及一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法、雷达系统。


背景技术:

1、对目标进行角度测量是雷达需要具备的一项重要能力,这对于雷达实现目标搜索、跟踪与成像意义重大。雷达测角方法主要包括相位法测角和振幅法测角。相位法测角利用多个天线对雷达回波信号进行接收,之后利用回波信号间的相位差实现角度测量。而振幅法测角是利用回波信号的振幅进行角度测量。振幅法测角方法中的和差法测量目标角度时精度较高,便于实现自动测角,广泛应用于雷达角度测量中。但是实际应用中,如何灵活地利用多通道的回波信号进行目标角度测量仍十分具有挑战性。

2、传统的多通道测角方法要求回波信号通道数必须是偶数,当为奇数时需要舍弃一部分通道,将通道数变为偶数,造成能量损失,无法保证回波信号的信噪比,进一步导致测角精度下降。


技术实现思路

1、鉴于传统的多通道和差波束测角方法存在的回波信号通道数必须是偶数的问题,本发明旨在提供一种基于部分通道复用处理的奇数通道和差测角方法,当通道数为奇数时,通过部分通道复用的方法实现目标角度测量。利用这种方法可以避免雷达口径和回波信号能量损失,保证雷达回波信噪比和测角精度。

2、本发明提供了一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法,包括以下步骤:

3、s1:对天线阵面进行子阵划分,将天线阵面均匀的划分为k个子阵,每个子阵为一个通道,分别为通道1、通道2、……通道k;其中k为奇数,通道1至通道(k-1)/2的位置与通道(k+3)/2至通道k的位置相对于通道(k+1)/2对称;

4、s2:在微波暗室里进行雷达工作场景模拟,绘制角敏曲线;所述角敏曲线包括幅度角敏曲线和相位角敏曲线;具体包括以下步骤:

5、在模拟场景下,设置模拟目标,根据实际需求设置雷达的工作模式与工作参数;

6、天线阵面发出雷达波,并接收雷达回波信号,其中通道(k+1)/2发出的雷达波的方向为等信号轴;通道1、通道2、……通道k接收的雷达回波信号,表达式分别为f1、f2、……fk;

7、根据所有通道接收到的回波信号,计算差波束与和波束的比值向量,计算方式如下:

8、

9、其中,为差波束与和波束的比值向量;

10、对取模值,得到当前模拟目标偏离等信号轴的角度对应的的幅度;重复设置不同位置的模拟目标,得到目标偏离等信号轴的角度与的幅度的对应关系,即幅度角敏曲线;

11、求的角度,得到当前模拟目标偏离等信号轴的角度对应的的相位;重复设置不同位置的模拟目标,得到目标偏离等信号轴的角度与的相位的对应关系,即相位角敏曲线;

12、s3:雷达系统开机,根据实际需求设置设置雷达的工作模式与工作参数,对目标进行探测;根据所有通道接收到的回波,计算实际的;

13、根据实际的与角敏曲线,得到目标偏离等信号轴的角度。

14、进一步的,k的取值为3。

15、进一步的,天线阵面为矩形,划分的每个子阵也为矩形。

16、进一步的,根据实际的与角敏曲线,得到目标偏离等信号轴的角度的具体方法:

17、对实际的的取模,得到幅度,根据幅度角敏曲线,找到对应的目标偏离等信号轴的角度,满足条件的有正负两个角度;

18、对实际的求角度,得到相位,根据相位角敏曲线,确定相位更接近90°还是更接近-90°,如更接近90°则取正值的角度作为结果,如更接近-90°,则取负值的角度作为结果。

19、本发明还提供了一种雷达系统,

20、包括:

21、存储器,用于存放计算机程序;

22、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述的方法步骤。

23、有益效果:

24、本发明针对雷达系统通道个数为奇数的情况,创造性地采用部分通道复用的方法,避免口径和能量损失,保证雷达回波信号的信噪比,提升目标角度测量精度。

25、通过部分通道复用的方法,解决了奇数通道无法利用和差法测角的问题,避免了雷达回波信号的能量损失,保证了信噪比和测角精度,同时使得天线阵面划分方式更加灵活,不再受通道数必须为偶数的限制。



技术特征:

1.一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法,其特征在于k的取值为3。

3.根据权利要求1所述的一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法,其特征在于天线阵面为矩形,划分的每个子阵也为矩形。

4.根据权利要求1所述的一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法,其特征在于根据实际的与角敏曲线,得到目标偏离等信号轴的角度的具体方法:

5.一种雷达系统,其特征在于,


技术总结
本发明涉及雷达测量领域,具体涉及一种基于部分通道复用的奇数通道测角方法、雷达系统。方法包括以下步骤:对天线阵面进行子阵划分,将天线阵面均匀的划分为奇数个子阵;在微波暗室里进行雷达工作场景模拟,绘制角敏曲线;雷达系统开机,对目标进行探测;根据所有通道接收到的回波,计算实际的差波束与和波束的比值向量;根据实际的差波束与和波束的比值向量与角敏曲线,得到目标偏离等信号轴的角度。本发明针对雷达系统通道个数为奇数的情况,创造性地采用部分通道复用的方法,避免口径和能量损失,保证雷达回波信号的信噪比,提升目标角度测量精度。

技术研发人员:徐一凡,任小林,何东元,刘爱芳,黄祖镇,马晓艳
受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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