[发明专利]基于旋转场天线的全向雷达测角方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及更具体地说，是涉及一种基于旋转场天线的全向雷达测角方法及系统。

背景技术

目前，旋转场天线在雷达及其他诸多领域得到了广泛的应用，如用于通信、广播电视领域电磁波的全方位发射和接收。基于旋转场天线的全向雷达是一种新体制雷达，具有如体积小、功率小、重量轻、成本低和可靠性高等优势。在方位面全向发射和接收电磁波束的情况下如何测量目标的方位角是该体制雷达首先面临的关键问题。

基于旋转场天线的全向雷达主要通过比幅测角来测量目标的方位角，当目标回波以某个方位角进入接收天线时，均匀分布的接收天线振子所对应的三个通道会接收到不同幅度的回波信号，理论上可以通过解方程组的方式求出目标方位角。在工程上实现时，三通道比幅测角精度受噪声的影响较大而且计算繁琐，因此可根据旋转场天线的波束特性，通过通道合成形成信号幅度一致的左旋和右旋通道，然后通过比较两个通道的相位差计算出目标的方位角。如图1所示为两对振子的旋转场天线接收目标回波示意图，由于接收天线的振子具有180°对称特性，不能区分目标回波以θ角或θ+180°进入接收天线，比幅测角方法存在角度解算模糊问题。基于旋转场天线的全向雷达测角模糊的问题是该体制雷达的固有特征，需要新的技术手段来解决该问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何解决现有全向雷达的测角模糊问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种基于旋转场天线的全向雷达测角方法，所述全向雷达包括4副独立的发射天线，所述4副天线依次相差90°配置；所述方法包括步骤：

将雷达探测空域按所述4副天线的组合方式划分为2个组合发射区和2个公共交叠区，所述4副天线同时向空中发射波束；

接收目标回波，形成信号幅度一致的左旋和右旋通道，比较左旋和右旋通道的相位差计算出目标的方位角θ；

进行点迹与航迹数据关联计算，首先使用点迹的所述方位角θ与航迹进行相关判断，如果符合相关要求，则用所述方位角θ更新航迹；如果不符合相关要求，则将点迹中的方位角变为θ+180°后再与航迹进行相关判断，此时如果符合相关要求，则用方位角θ+180°更新航迹；

判断与航迹不相关的点迹是否符合建立航迹的准则，若不符则进行点迹凝聚处理；若符合则在建立航迹之前，根据点迹的所述方位角θ判断目标所在区域，关闭相关的天线组合，计算目标真实方位角。

优选地，所述将雷达探测空域按所述4副天线的组合方式划分为2个组合发射区和2个公共交叠区包括步骤：

将雷达探测空域划分为第一天线和第二天线组合的第一组合发射区、第三天线和第四天线组合的第二组合发射区，同时得到第一天线和第四天线间的第一公共交叠区、第二天线和第三天线间的第二公共交叠区。

优选地，所述根据点迹的所述方位角θ判断目标所在区域，关闭相关的天线组合，计算目标真实方位角包括步骤：

如果目标在区域第一组合发射区内，则在3个帧周期内关断第三天线和第四天线，如果仍然能够收到目标的信息，则确定目标在第一组合发射区内，目标的真实方位角为θ；否则，确定目标在第二组合发射区内，目标的真实方位角为θ+180°；

如果目标在第一公共交叠区内，则在3个帧周期内关断第二天线和第三天线，如果仍然能够收到目标的信息，则确定目标在第一公共交叠区内，目标的真实方位角为θ；否则，确定目标在第二公共交叠区内，目标的真实方位角为θ+180°；

如果目标在第二公共交叠区内，同样则在3个帧周期内关断第二天线和第三天线，如果仍然能够收到目标的信息，则确定目标在第一公共交叠区内，目标的真实方位角为θ+180°,否则，确定目标在第二公共交叠区内，目标的真实方位角为θ。

优选地，所述方法中，经过通道合成处理形成信号幅度一致的左旋和右旋通道。

优选地，所述判断与航迹不相关的点迹是否符合建立航迹的准则包括步骤：

判断是否在多帧周期内收到同一目标的点迹信息，如果是则符合；否则不符合。

另一方面，本发明还同时提供了一种基于旋转场天线的全向雷达测角系统，所述全向雷达包括4副独立的发射天线，所述4副天线依次相差90°配置；所述系统包括：

空域划分模块，用于将雷达探测空域按所述4副天线的组合方式划分为2个组合发射区和2个公共交叠区，所述4副天线同时向空中发射波束；

比幅测角模块，用于接收目标回波，形成信号幅度一致的左旋和右旋通道，比较左旋和右旋通道的相位差计算出目标的方位角θ；