[发明专利]一种基于光纤延迟线的微波测距雷达全量程标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于光纤延迟线的微波测距雷达全量程标定方法，属于空间微波雷达测量技术领域。

背景技术

微波测距雷达在使用前需要进行距离零值标定，校准测量值和实际距离值之间的系统固定延时误差，从而使得测量误差符合要求，如何简单、准确的获得标定数据对测距雷达至关重要。

微波测距雷达项目研制来源于探月二期工程中嫦娥三号GNC分系统微波测距测速敏感器的型号研制，测距雷达（测距敏感器）采用了分段测量形式以满足15m-16km的着陆动态测量范围。各距离段的A/D采样率、数据处理延时等不同，引起各个距离段的系统误差不同，因此需要对各个距离段进行分段校准。

对已公开的标定相关资料进行查阅，测距雷达标定有以下几种方式：

（1）发射泄露耦合信号测试。该方法是在发射天线前端接入耦合器，将发射信号耦合至接收机，测出这时的距离读数。此时的距离读数不等于距离零值修正量，必须加上其余馈线、馈源的电长度。

（2）采用距离标定塔。该方法通常适用于1-2km的标定范围，并有一定高度以减小地面反射的影响，塔体放置金属球或角反射器。为保证标定精度，需要对塔体进行处理，涂敷吸波材料；角反射体的回波较强，但受到风吹动时信号容易产生起伏，影响测量值，进而影响系统误差校准精度。

（3）专测标定设备。利用激光测距仪等，与雷达同时跟踪空中目标，比较出它们的距离差，来标定雷达的距离零值。由于激光测距仪和微波测距雷达不可能放在同一点，因此目标斜距应远一些以减小误差。

从以上几种标定方式可以看出，在近距离标定可以采用吸波暗室内测量值与实际距离对比进行校准，不具备暗室条件的可以通过发射泄露耦合信号测试的方法进行校准；中远距离可以采用标定塔进行标定，对于远距离目标一般采用雷达和激光测距仪等同时对空中目标进行跟踪、测量标定。对于着陆过程的测量动态范围，需要使用以上多种手段相结合，标定工作量非常大，因此提出了一种基于延迟线的微波测距雷达全量程标定技术，既能减小标定工作量，又能保证标定精度。

发明内容

本发明的目的在于：本发明的目的在于克服现有技术不足，提出了一种基于光纤延迟线的微波测距雷达全量程标定方法，采用基于延迟线的测距雷达标定方法实现雷达全量程标定，本方法不需要通过外场试验，标定精度不受外场试验环境及专测设备测量精度影响，标定进度优于外场实测标定精度。

本发明技术解决方案：

一种基于光纤延迟线的微波测距雷达全量程标定方法，包括步骤如下：

（1）微波测距雷达近距离标定：

利用经纬仪测量天线口面距角反射器的距离R，再通过测距敏感器对角反射器进行距离测量，得到测量值R¹，则该距离段系统误差：

ΔR=R-R¹

调节角反射器距离，获取多次ΔR，并对多次ΔR标定结果求平均进而获得精确的系统误差值；

（2）微波测距雷达远距离标定：

（a）延迟线引入误差校准：

将微波光纤延迟线接入测距雷达系统，并将延迟线的延时调节为零，对微波光纤延迟线引入的误差进行测试，得到微波光纤延迟线引入系统延时ΔR_y；

（b）距离段分段校准：

调节微波光纤延迟线距离延时对应距离R_y，通过测距敏感器对角反射器进行距离测量，得到测量值R₁¹，利用经纬仪测量天线口面距角反射器的距离R₁，则该距离段系统误差为：

ΔR₁=R₁+R_y-R₁¹-ΔR_y

通过调节R_y，测量结果R₁¹落在不同的距离段，获得各个距离段的ΔR₁；

（c）根据步骤（b）求出的各距离段校准值对测距雷达测量结果进行修改正。

所述的R₁¹落在近距离范围内时，其ΔR=ΔR₁。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

（1）本发明室内环境条件下，实现了测距雷达的全量程标定，避免了外场测试，减小了工作量。