[发明专利]基于波束选择方法的多波束单脉冲测角方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及球载雷达对目标的检测，具体地说是一种基于波束选择方法的多波束单脉冲测角方法，用于球载雷达对低空超低空目标的角度检测。

背景技术

多次实战表明，巡航导弹已成为远距离精确打击的重要武器，对预警探测系统的生存与发展提出了严重的挑战，而对其防御的关键就是探测与跟踪，但受多种因素的影响，地基雷达巡航导弹探测能力有限，难以满足作战需求。

目前对巡航导弹的探测方法主要集中在利用雷达架高或机载平台的先进探测器和将各种探测器进行组网探测两大领域。球载雷达则是一种以系留气球为平台、以雷达为探测传感器的综合信息系统，是空中预警机和地面雷达网的补充，通过将雷达平台升高，在一定程度上克服地球曲率的影响，充分发挥雷达本身的资源，使其在巡航导弹探测上具有探测距离远，发现目标早等优势。因此，进入20世纪80年代以来，随着军事技术、战术理论以及常规武器现代化的发展，许多国家把球载雷达作为巡航导弹探测装备发展的一个重要方向。它以独有的经济性、隐身性、安全性等方面的优点，被广泛应用于对低空超低空目标的探测。

球载雷达对低空超低空目标角度信息的获取过程中，在方位维因为波束较窄的原因角度分辨率通常能够满足要求，而在俯仰角测量的过程中，由于波束宽度较宽，通常无法直接获取精度较高的角度信息，因此采用单脉冲测角方法。另外，单脉冲跟踪更加精确并且不易受诸如调幅干扰和增益反转的电子对抗措施等的影响，在顺序波瓣和圆锥扫描法中，雷达回波中的变化量会降低跟踪精度，而用单脉冲产生误差信号就不会存在这个问题，因为单个脉冲就会生成误差信号。单脉冲跟踪雷达既可以用天线反射器又可以用相控阵天线。阵列天线使用灵活，但是T/R天线组件受阵元密度影响使得体积大，重量大，成本高，其在现代球载雷达技术应用中还不是很成熟，抛物面天线具有结构简单，重量轻，成本低等优点，故大部分球载雷达采用抛物面馈源天线。一般单脉冲测角技术在俯仰角的测量过程中仅形成两个波束，在实际工程应用中如果仅用两个波束测角，其空间覆盖面积小，如果目标处于覆盖面积之外则会造成未检测到目标的严重后果，另一方面，即便目标处于波束覆盖面积之内，但是从远离波束轴方向到达时，目标回波功率小，测角精度不是最优的。这些弊端制约着球载雷达对目标角度信息的获得，也影响到实际的测角精度。目前，尤其针对空域覆盖面积大的球载雷达天线急需高精度测角方法与之配套。

发明内容

本发明的目的在于针对现有两波束单脉冲测角技术空域覆盖面积小，测角精度较低的不足，针对空域覆盖面积大的天线硬件系统提出一种测角精度较高，计算量小的基于波束选择方法的多波束单脉冲测角方法。

本发明是这样实现的：

一、技术原理

传统的单脉冲测角技术是在一个角平面内产生两个相同的波束F₁(θ)和F₂(θ)，两波束部分重叠，两波束求和得和波束F_Σ(θ)，相减得差波束F_Δ(θ)，通过比较器做比值得到差和比ε(θ)随仰角θ变化的曲线称为鉴角曲线。当真实目标信号到达时，根据ε(θ)的值反推出θ，这就是单脉冲测角的基本原理。

本发明是利用多喇叭馈源抛物面天线在仰角平面内同时产生M个波束，假设相邻两波束轴之间的夹角为1°，任意两波束轴之间的角度差定义为波束间距，则波束间距为δ₁＝1°，δ₂＝2°…δ_M-1＝(M-1)°。

已知利用单脉冲测角时，其理论角度误差

Δθ=2θB22.8δSNRΣ---(1)]]>

其中，δ为波束间距，SNR_∑为和通道信噪比，θ_B为半功率波束宽度。