振幅和差单脉冲雷达

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1、精品资料，欢迎大家下载！振幅和差单脉冲雷达振幅和差单脉冲雷达在白动测角中de应用2021-12-20西安电子科技大学信息对抗摘要：在雷达系统中,为了确定目标de位置,不仅需要知道距离参量,同时也需要知道目标de空间方位,为此需要知道目标de方位角和俯仰角.雷达测角de物理根底是电磁波在均匀介质中沿直线传播和雷达天线具有方向性.测角de方法可分为振幅法和相位法两大类.在雷达测角中,为了快速地提供目标de精确坐标值,要采用自动测角de方法.自动测角时,天线能自动跟踪目标,同时将目标de坐标数据传送到计算机中.在自动测角系统中,有一种典型de方式一一单脉冲自动测角系统.单脉冲自动测角属于同时波瓣测角

2、法,单脉冲雷达de种类很多,最常用de是振幅和差单脉冲雷达.关键字：雷达自动测角系统振幅和差单脉冲雷达一、单脉冲雷达什么是单脉冲雷达？单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达.它每发射一个脉冲,天线能同时形成假设干个波束,将各波束回波信号de振幅和相位进行比拟,当目标位于大线轴线上时,各波束回波信号de振幅和相位相等,信号差为零；当目标不在大线轴线上时,各波束回波信号de振幅和相位不等,产生信号差,驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标,这样便可测出目标de上下角和方位角,从各波束接收de信号之和,可测出目标de距离,从而实现对目标de测量和跟踪.单脉冲雷达通常有振幅比拟单脉冲雷达和相位比拟单脉冲雷达两大类

3、本次只研究振幅比拟法.它有较高de测角精度、分辨率和数据率,但设备比拟复杂.单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用.在军事上主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制.一、振幅和差单脉冲雷达振幅定向法是用大线接收到de回波信号幅度值来进行角度测量de,该幅度值de变化规律取决于天线方向图以及天线de扫描方式.振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类,其中等信号法又可以分为比幅法和和差法.此次试验只研究和差式雷达.1根本原理a.角误差信号.雷达天线在一个角平面内有两局部重

4、叠de波束,如图a,振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号de根本方法就是将这两个波束同时收到de信号进行和、差处理,分别得到和信号和差信号,分别如图b、c所示,其中差信号即该角平面内de角误差信号.振幅和差单脉冲雷达波束图a两馈源形成de波束；b和波束；c差波束由图a可以看出；假设目标处在大线轴线方向,误差角=0,那么两波束收到de回波信号振幅相同,信号差等于零.目标便利等信号轴线而有一误差角时,差信号输出振幅与成正比而其符号相位那么由偏离de方向决定.和信号除用作目标检测和距离跟踪外,还用作角误差信号de相位基准.b.和差比拟器与和差波束.和差比拟器是单脉冲雷达de重要部件,用以完成和、差处理

5、,形成和差波束.用得较多de是双T接头,如下列图a,有四个端口：端、端和1、2端.从2端输入信时,1、2端便输出等幅相同信号,端无输出；假设从1、2端输入相同de信号,那么端输出两者de差信号,端输出和信号.和差比拟器de示意图如下列图b,它de1、2端与形成两个波束de两相邻馈源1、2相接.双T接头及和差比拟器示意图C.目标角度测量de根本处理流程:目标角度测量de根本处理流程框图如右图.其处理de根本原理是：发射机产生电磁信号如正弦波短脉冲,经由大线调制,辐射到空中.发射信号de一局部被目标拦截并向许多方向再辐射.向后再辐射回到雷达de信号被雷达大线采集,并送到接收机,在接收机中,该信号被

6、处理以检测目标de存在并且确定其位置.2公式推导如下图,平面两波束相互局部交叠,其等强信号轴de方向,两波束中心轴与等强信号轴deF(0),那么两偏角也.假设目标回波信号来向与等强信号轴向de夹角为.,天线波束方向图函数为个子波束de方向图函数可分别写成Fi()F2两波束接收到de目标回波信号可以表示成：UiKaF1KaF0U2KaF2KaF0其中K?洌回波信号de幅度系数.由ui和U2可计算得到其和值及差值分别如下：以上资料仅供参考，如有侵权，留言第一时间删除！假设0很小近似为:uiui在等强信号轴附近进一步可以得到:归一化和差信号值可得：其中u2u2KaFaKaFa称为差波束方向图.,根据

7、泰勒公式可以将2KaF2KaF展开F0是大线方向图在波束偏转角卜00处de归一化斜率系数.即可计算得到目标回波信号偏角Q为:对于振幅定向法来说,其优点是测向精度较高,便于自动测角,缺点是系统较复杂,作用距离较小等.3单平面振幅和差单脉冲雷达de组成根据上述原理,可画出单平面振幅和差单脉冲雷达de根本组成方框图,如下列图所示.系统de简单工作过程为：发射信号加到和差比拟器de端,分别从1、2端输出同相鼓励两个馈源.接收时,两波束de馈源接收到de信号分别加到和差比拟器de1、2端,端输出和信号,端输出差信号.和、差两路信号分别经过各自de接收系统.中放后,差信号作为相位检波器de一个输入信号,和

8、信号分三路：一路经检波视放后作为测距和显示用；另一路用作和、差两支路de自动增益控制,再一路作为相位检波器de基准信号.和、差两中频信号在相位检波器进行相位检波,输出就是视频角误差信号,变成相应de直流误差电压后,加到伺服系统控制大线跟踪目标.和圆锥扫描雷达一样,进入角跟踪之前,必须先进行距离跟踪,并由距离跟踪系统输出一距离选通波门加到差支路中放,只让被选目标de角误差信号通过.单平面振幅和差单脉冲雷达简化方框图三、仿真1.在二维平面下单一天线de方向图代码:01.57III平面方向图Ik!lIAVVVVitheta-0.500.515mos)LLx=-1.5:0.001:1.5;%方向0F=

9、(1+cos(x)./2.*abs(sin(pi*10*sin(x)./(pi*10*sin(x);%方向图函数plot(x,F);gridon;xlabel(theta);ylabel(F(theta);legend平面方向图;2.在二维平面下双天线de方向图0.50theta0theta5o.H圣LL.115o菖fLrod0.5天纸综合平面方向图代码:x=-1.5:0.001:1.5;a=x+0.06;b=x-0.06;F1=(1+cos(a)./2.*abs(sin(pi*10*sin(a)./(pi*10*sin(a);%1天线方向图F2=(1+cos(b)./2.*abs(sin(p

10、i*10*sin(b)./(pi*10*sin(b);%2天线方向图subplot(2,1,1);plot(x,F1,r,x,F2,b);gridon;xlabel(theta);ylabel(F(theta);legend(两天线平面方向图)；F=F1+F2;subplot(2,1,2);plot(x,F);gridon;xlabel(theta);ylabel(F(theta);legend(天线综合平面方向图);3.产生目标s=input(请输入目标角度(土0.04)=)%1天线方向%2天线方向%1天线振x=-1.5:0.001:1.5;a=x+0.06;b=x-0.06;F1=(1+c

11、os(a)./2.*abs(sin(pi*10*sin(a)./(pi*10*sin(a);图F2=(1+cos(b)./2.*abs(sin(pi*10*sin(b)./(pi*10*sin(b);图plot(x,F1,r,x,F2,b);holdon;plot(s,0,0,1);gridon;xlabel(theta);ylabel(F(theta);legend(方向图及目标位置)；4.系统分析处理请输入目标鬲度0.04)=0.020*0200theta-0.0205代码：%接收后de信息处理x=s;a=x+0.06;b=x-0.06;F1=(1+cos(a)./2.*abs(sin(p

12、i*10*sin(a)./(pi*10*sin(a);幅幅FA=F1+F2;FD=F1-F2;%振幅和差uB=FD/FA;%电压差和比v=-25.73;%v为大线方向图在波束偏转角0处de归一化斜率系数.theta=uB/v%目标所在角度四、实验心得通过这次对振幅和差单脉冲雷达de仿真性试验,让我充分理解到了振幅和差式雷达de工作原理,以它在自动测角应用de可靠性,让我对雷达系统有了更加深刻de认识.让我更加明白雷达系统比我想象de更加复杂,使我能够更加de潜心于学习.五、附录(完整AMP.m文件)closeallclearall%广生目标并在方向图中展不s=input(请输入目标角度(土0.

13、04)=)x=-1.5:0.001:1.5;a=x+0.06;b=x-0.06;F1=(1+cos(a)./2.*abs(sin(pi*10*sin(a)./(pi*10*sin(a);%1天线方向图F2=(1+cos(b)./2.*abs(sin(pi*10*sin(b)./(pi*10*sin(b);%2天线方向图plot(x,F1,r,x,F2,b);holdon;plot(s,0,0,1);gridon;xlabel(theta);ylabel(F(theta);legend(方向图及目标位置)；%接收后de信息处理x=s;a=x+0.06;b=x-0.06;F1=(1+cos(a)./2.*abs(sin(pi*10*sin(a)./(pi*10*sin(a);%1天线振幅FA=F1+F2;FD=F1-F2;%振幅和差uB=FD/FA;%电压差和比v=-25.73;%v为大线方向图在波束偏转角0处de归一化斜率系数.theta=uB/v%目标所在角度