雷達的方向測量和定位ppt課件

1、第第3 3章章 雷達的方向丈量和定位雷達的方向丈量和定位第第3 3章章 雷達的方向丈量和定位雷達的方向丈量和定位3.1 概述3.2 振幅法測向33 相位法測向 3.1 3.1 概述概述目的目的方法方法主要技術目的主要技術目的 1. 1. 測向的目的測向的目的 v 信號分選識別v 引導干擾v 指示要挾方向v 引導殺傷武器v 輔助定位2測向的方法測向的方法1根據測向原理測向方法分為：a振幅法測向：利用信號的相對幅度大小，確定信號的到達方向。主要方法有： 最大信號法 等信號法 比較信號法b) 相位法測向 利用信號的相位差大小，確定信號的到達方向2根據波束掃描測向方法分為 a) 同時波束法 利用多個獨

2、立天線實現b) 順序波束法 利用窄波束天線延續(xù)搜索實現 3 主要技術目的主要技術目的1) 測角精度和角度分辨力 2) 測角范圍、瞬時視野、角度搜索概率和搜索時間3) 測向系統靈敏度和動態(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 全向振幅單脈沖系統運用N個一樣方向圖函數的天線，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數放大對數放大對數放大對數放大信號處理根本特點： N個同方向圖天線均勻分布在0，2方位內，天線方向圖函數為：每個天線分別聯接接納機，接納機為:

3、射頻放大檢波對數視放信號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)系統輸出對數電壓比由R反解可以得到，采用高斯方向圖函數時k=1時得到dBFFkRss22lg10 223863. 1reFdBRrs212相鄰比幅法續(xù)相鄰比幅法續(xù)反解得到對求全微分，得到系統測向誤差為 可見，波束越窄、天線越多，誤差越小。但波束越窄交點損失L越大。給定的交點損失L(dB),波束寬度為： Lsr3Rsr122ssrrsrsrdRdRdRd222126123. 3. 全方向比幅法全方向比幅法

4、對各天線的輸出取加權和其中， ，超越此范圍時按照2取模。無模糊方向估計全方向比幅測向法的主要優(yōu)點是，對各種天線函數的順應性強，測向誤差小，沒有強信號呵斥的虛偽測向，但信號處置復雜，不能進展多信號測向。 1010cossinNissNissiiFCiiFSiis, CStg14多波束測向技術多波束測向技術多波束測向系統由N個同時的窄波束覆蓋測向范圍AOA，它有兩種構成方法：集中參數微波饋電網絡構成的多波束天線陣；空間分布的饋電構成的多波束天線陣。 典型的集中參數的微波饋電網絡構成的多波束天線陣是羅特曼透鏡。 多波束測向技術多波束測向技術( (續(xù)續(xù)如圖示 )(0F)(1F)(1NF)(F測向接收機

5、)(0F)(1F)(2F)(1NF0l1l2l1Nl多波束測向技術多波束測向技術( (續(xù)續(xù)N元線陣在方向的輸出為：相位差為：經過li長度的傳輸線，引起傳輸相差：經透鏡在j輸出口的輸出： ，j=0,1,N-1)()()(jietStS 1, 0,sin2Nid1, 0,2Nilii jjNilijjNeFjiisin102,3.3 相位法測向 1. 數字式相位干涉儀測向數字式相位干涉儀測向 線性相位多模園陣測向線性相位多模園陣測向 數字式相位干涉儀測向數字式相位干涉儀測向 1. 數字式相位干涉儀測向數字式相位干涉儀測向 1) 單基線相位干涉儀測向單基線相位干涉儀測向 在原理上相位干涉儀可以實現對

6、單脈沖的測向，因此又在原理上相位干涉儀可以實現對單脈沖的測向，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，如圖接收機接收機鑒相器角度變換l角度信息數字式相位干涉儀測向數字式相位干涉儀測向( (續(xù)續(xù)天線陣輸出信號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。數字測向：對US、UC極性量化，構成編碼輸出。sin2 lcos,sinCSUUlUUtgCS2sin,11l 2sin1max2 一維多基線相位干涉儀測向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

7、精度，短基線保證測角范圍。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向續(xù)一維多基線相位干涉儀測向續(xù) 其中0天線為基準天線，它與其它天線的基線長度分別為l1、l2、l3，且滿足經過鑒相得到6個輸出信號：其中： 322211cos,sin,cos,sin,cos,sin223122114sin4sin2sin23lll23244llll一維多基線相位干涉儀測向續(xù)一維多基線相位干涉儀測向續(xù) 這6路信號經過加減電路，極性量化器，校正編碼

8、器產生8bit方向碼輸出，其方法與比相法瞬時測頻接納機類似。 設基線數為k, 相鄰基線長度比為n，最長基線編碼器的量化位數為m，那么測向精度為 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，而且沒有同時信號分辨才干。同時必需先對信號進展頻率丈量，才干進展方向丈量。 11max2mkn2線性相位多模圓陣測向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，其原理如圖示：R10N-1Nr2信號方向圓陣天線饋電網絡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向續(xù)線性相位多模圓陣測向續(xù) 當信號從方向得到天線陣面時，在個陣元上的鼓勵電壓為 其中U為接納的復信號，對天線輸出信號進展加權合成，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向續(xù)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近似，即系統的饋電網絡(Bulter矩陣)為：測向系統只需利用k=0,1,2,4N