一種小信號(hào)下實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角的方法，特別地涉及一種小信號(hào)下實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)30年代雷達(dá)問(wèn)世以來(lái)，雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅猛。特別是第二次世界大戰(zhàn)中，作為主要探測(cè)手段的雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生，它的主要任務(wù)是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的存在，測(cè)量目標(biāo)的坐標(biāo)位置(目標(biāo)的距離、方位、仰角)。第二次世界大戰(zhàn)以后，相控陣?yán)走_(dá)日益廣泛，其具有波束快速電掃，波束形狀捷變、天線(xiàn)與雷達(dá)平臺(tái)共形、多波束形成等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]對(duì)于采用Σ/Λ體制的雷達(dá)，一種測(cè)量目標(biāo)角度的實(shí)現(xiàn)方式是利用Σ/Λ方向圖特性一次性測(cè)出目標(biāo)角度。如圖1、圖2所示，圖中，虛線(xiàn)分別表示“Σ”和“Σ-Λ幅度”；其中的“ Σ”代表Σ通道方向圖，“Λ”代表差方向圖，具體實(shí)現(xiàn)方法是:
[0004]a)預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室采集到雷達(dá)的Σ方向圖和Λ方向圖，提取Σ、Λ方向圖的幅度和相位，得到Σ /Λ方向圖的幅度差和相位差，即圖1中的“ Σ -Λ幅度”和“ Σ -Λ相位”。將“ Σ -Λ幅度”和“ Σ -Λ相位”存儲(chǔ)到信號(hào)處理模塊上；
[0005]b)在雷達(dá)實(shí)際工作中，雷達(dá)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，接收到目標(biāo)反射或響應(yīng)的信號(hào)形成Σ、Λ信號(hào)，提取出Σ、Λ幅度和相位，得到實(shí)測(cè)幅度差fc和相位差xc;
[0006]c)從預(yù)存在信號(hào)處理模塊上的“Σ-Λ幅度”曲線(xiàn)上找到對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)幅度差值fc，即可查表得出目標(biāo)角度為
[0007]A = B±C
[0008]其中:A為查表得出的目標(biāo)角度；
[0009]B為波束指向；
[0010]C為實(shí)測(cè)幅度差值fc在“Σ-Λ幅度”曲線(xiàn)上偏離波束指向的角度絕對(duì)值。
[0011]再?gòu)摹唉?Λ相位”曲線(xiàn)上查出實(shí)測(cè)相位差XC對(duì)應(yīng)的角度在波束指向的左側(cè)還是右偵L若在左側(cè)，則目標(biāo)角度為A = B —C，若在右側(cè)，則目標(biāo)角度為A = B+C。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn):探測(cè)范圍是雷達(dá)的一個(gè)重要指標(biāo)，在現(xiàn)代雷達(dá)中，要求具有更遠(yuǎn)的探測(cè)范圍。但是探測(cè)距離越遠(yuǎn)，雷達(dá)接收到得反射或響應(yīng)信號(hào)就越小。由于傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)接收機(jī)都具有一定的靈敏度，設(shè)為D±E，對(duì)于大于D — E的信號(hào)，接收機(jī)輸出實(shí)際大小信號(hào)，對(duì)于小于靈敏度D—E的信號(hào)，接收機(jī)通常設(shè)置門(mén)限值D—E，統(tǒng)一輸出D—E大小的信號(hào)。
[0013]隨著單脈沖技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，采用Σ/Λ體制雷達(dá)使用傳統(tǒng)接收機(jī)將無(wú)法實(shí)現(xiàn)小信號(hào)的單脈沖測(cè)角。如圖1所示，假設(shè)波束指向角度為a，目標(biāo)角度也為a，雷達(dá)測(cè)得目標(biāo)的Σ/Λ幅度差為b，由于Σ信號(hào)在角度a方向一定比Λ大，故b>0。隨著Σ/Λ信號(hào)大小逐漸變小，當(dāng)Σ減小到D—E+b時(shí)，Λ信號(hào)為D—E;當(dāng)Σ /Λ信號(hào)繼續(xù)變小時(shí)，八信號(hào)由于門(mén)限設(shè)置仍輸出D—Ε，此時(shí)Σ/Λ幅度差將減小于至c(c<b)，出現(xiàn)如圖2所示的情況:Λ信號(hào)“截止變形”。在Λ信號(hào)“截止變形”的情況下根據(jù)c從預(yù)存在信號(hào)處理模塊上的“Σ-Λ幅度”曲線(xiàn)查找對(duì)應(yīng)值，將引起查找的角度值錯(cuò)誤，最終對(duì)目標(biāo)測(cè)角錯(cuò)誤。更嚴(yán)重的情況是，如果信號(hào)處理對(duì)Σ/Λ幅度差設(shè)置了門(mén)限d，當(dāng)實(shí)測(cè)Σ/Λ幅度差c小于門(mén)限d時(shí)，將因Σ/Λ幅度差不滿(mǎn)足門(mén)限值舍棄目標(biāo)，引起目標(biāo)的丟失。因此，Σ/Λ體制雷達(dá)使用傳統(tǒng)接收機(jī)進(jìn)行單脈沖測(cè)角時(shí)，只有Λ通道實(shí)際信號(hào)大于D—Ε的大信號(hào)才有效，對(duì)于小于D—Ε的信號(hào)，無(wú)法進(jìn)行單脈沖測(cè)角。即現(xiàn)有Σ/Λ體制雷達(dá)只能在部分探測(cè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題即在不影響雷達(dá)系統(tǒng)性能的情況下解決在小信號(hào)時(shí)Λ信號(hào)“截止變形”引起測(cè)角錯(cuò)誤或目標(biāo)丟失的問(wèn)題。特別地，涉及一種在小信號(hào)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角功能并提高測(cè)角性能的方法。
[0015]本發(fā)明涉及一種小信號(hào)下實(shí)現(xiàn)單脈沖測(cè)角的方法，對(duì)于Σ/Λ體制雷達(dá)系統(tǒng)，Σ通道和Λ通道各含一個(gè)接收機(jī)，采用傳統(tǒng)接收機(jī)作為Σ通道接收機(jī)，而Λ通道接收機(jī)采用改進(jìn)接收機(jī)，所述的改進(jìn)接收機(jī)是在傳統(tǒng)接收機(jī)的基礎(chǔ)上，去掉其門(mén)限D(zhuǎn)—Ε的限制，使Λ接收機(jī)能輸出小于靈敏度并大于噪聲的信號(hào)。
[0016]由于Σ通道信號(hào)始終大于接收機(jī)靈敏度，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)后能輸出穩(wěn)定的相關(guān)峰，并在同一時(shí)刻對(duì)Λ通道信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，可輸出小于靈敏度的信號(hào)。
[0017]所述的傳統(tǒng)接收機(jī)具有一定的靈敏度，設(shè)為D±E，對(duì)于大于D—Ε的信號(hào)，接收機(jī)輸出實(shí)際大小信號(hào)，對(duì)于小于靈敏度D — E的信號(hào)，接收機(jī)通常設(shè)置門(mén)限值D—E，統(tǒng)一輸出D — E大小的信號(hào)。
[0018]去掉其門(mén)限D(zhuǎn)— E的限制，具體改進(jìn)方案是:傳統(tǒng)接收機(jī)對(duì)輸出幅度進(jìn)行了最小幅度輸出限制(最小輸出限制為D—E的信號(hào))，且傳統(tǒng)接收機(jī)Λ通道的幅度、相位信息是依靠相關(guān)解調(diào)出的相關(guān)峰位置進(jìn)行采集，也即傳統(tǒng)接收機(jī)Λ通道的幅度、相位信息是依靠自身接收機(jī)相關(guān)解調(diào)出的相關(guān)峰位置進(jìn)行采集，改進(jìn)后的接收機(jī)取消對(duì)最小幅度輸出限制，且對(duì)接收機(jī)Λ通道的幅度、相位信息的采集不在依靠Λ通道的相關(guān)峰位置，而是依靠Σ通道的相關(guān)峰位置，使Λ接收機(jī)能輸出小于靈敏度并大于噪聲的信號(hào)。
[0019]假設(shè)波束指向角度為a，目標(biāo)角度也為a，雷達(dá)測(cè)得目標(biāo)的Σ/Λ幅度差為b，由于Σ信號(hào)在角度a方向一定比Λ大，故b>0;隨著Σ/Λ信號(hào)大小逐漸變小，當(dāng)Σ減小到D — E+b時(shí)，Λ信號(hào)為D—E;當(dāng)Σ/Λ信號(hào)繼續(xù)變小時(shí)，Λ信號(hào)由于門(mén)限設(shè)置仍輸出D—E，此時(shí)Σ/Λ幅度差將減小于至c，其中c<b。
[0020]Λ通道噪聲電平N要盡量滿(mǎn)足小于D — E — b的要求，此時(shí)在噪聲電平到靈敏度電平范圍內(nèi)仍有信號(hào)能量存在，改進(jìn)型接收機(jī)可將N?(D—E)范圍的Λ信號(hào)解調(diào)送出。
[0021 ]本發(fā)明具體來(lái)說(shuō)，其沿用Σ通道傳統(tǒng)接收機(jī)，保留門(mén)限設(shè)置;改進(jìn)Λ通道傳統(tǒng)接收機(jī)系統(tǒng)，去掉門(mén)限設(shè)置，使其能輸出小于靈敏度的信號(hào);兩種接收機(jī)配合使用。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]a)僅需對(duì)Λ通道傳統(tǒng)接收機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行算法改進(jìn)；Σ/Λ接收機(jī)均硬件沿用，可大大降低雷達(dá)研制成本；
[0024]b)在確保雷達(dá)系統(tǒng)原有系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，新增小信號(hào)下單脈沖測(cè)角性能，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)系統(tǒng)整個(gè)探測(cè)范圍內(nèi)都具有對(duì)目標(biāo)單脈沖測(cè)角能力。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為Σ/Λ體制雷達(dá)測(cè)角方向圖。
[0026]圖2為傳統(tǒng)接收機(jī)在小信號(hào)下Λ信號(hào)“截止變形”方向圖。
[0027]圖3為本發(fā)明在