[发明专利]基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法

说明书

本发明公开了一种基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法，属于无人机探测技术领域，适用于无人机探测，能够提高测角精度、节省开发成本，在降低开发成本的同时提高雷达系统对无人机等低空慢速小目标的测角精度，其主要思路为：确定频率扫描天线，并根据所述频率扫描天线得到D路低频的采样后的回波信号；D为设定正整数；根据D路低频的采样后的回波信号，得到无人机目标的距离、多普勒信息；根据无人机目标的距离、多普勒信息，得到无人机目标所在方位角度，所述无人机目标所在方位角度为基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角结果。

技术领域

本发明属于无人机探测技术领域，特别涉及一种基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法，适用于无人机探测，能够提高测角精度且节省开发成本。

背景技术

低空空域的开放对地面军用和民用雷达目标探测技术提出了新的挑战，目前国内在对低空目标检测方面尚无有效手段，低空管制、安防等问题亟待解决。以无人机为代表的低空慢速小目标技术的快速发展和广泛应用，给国家安全带来了新的挑战，要地安保、区域禁飞等迫切需要对无人机等低空慢速小目标进行有效监控。

以无人机为代表的低空慢速小目标具有很大的应用市场，相应地，针对低慢小目标监控雷达系统的受用范围更加广泛，这就需求无人机探测雷达系统具有相对较低的开发成本，另外要求雷达具有较好的杂波抑制性能，从而要求雷达天线为电扫体制。电扫体制雷达分为相位扫描和频率扫描两种方式，相位扫描天线主波束偏移可控性强，但电路实现复杂，体积庞大，成本很高；频率扫描天线采用波导连接天线单元，省去了造价昂贵的移相器，具有结构简单、低剖面、低成本和重量轻等优点，从低成本角度出发频率扫描天线非常适合无人机探测雷达系统应用，但频率扫描天线也存在诸多缺点，频扫天线通过改变工作频率来改变发射波束指向，因此不同指向的波束对同一目标雷达散射截面积(RCS)发生变化，不能使用顺序波瓣法(类似于单脉冲测角方法)测角，影响雷达系统对目标的角度估计精度；另外当天线孔径增大到临界值时，频扫天线增益无法继续增大，且其波束副瓣也不容易控制。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法，该种基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法利用频扫天线低成本的优势，同时针对现有频率扫描天线测角精度低的缺陷，提出了一种基于数字波束形成(DBF)体制的频率扫描天线的面阵雷达设计方案，降低开发成本的同时提高雷达系统对无人机等低空慢速小目标的测角精度。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角方法，包括以下步骤：

步骤1，确定频率扫描天线，并根据所述频率扫描天线得到D路低频的采样后的回波信号；D为设定正整数；

步骤2，根据D路低频的采样后的回波信号，得到无人机目标的距离、多普勒信息；

步骤3，根据无人机目标的距离、多普勒信息，得到无人机目标所在方位角度，所述无人机目标所在方位角度为基于频率扫描天线的无人机探测雷达测角结果。

本发明与现有技术相比有以下优点：

本发明与现有技术相比有以下优点：

第一，本发明采用频率扫描体制天线，其成本要比相扫体制的天线低；

第二，本发明采用方位维3路非均匀接收天线，基于DBF体制，并采用波束扫描法测角，提高雷达系统的测角精度；

第三，本发明在方位维利用阵列幅相误差原理，比较3路接收信号的一致性，判断目标是否落在当前波束主瓣内，避免了方位维的测角模糊；

第四，本发明发射端向空域辐射“宽”波束信号，接收多路天线合成“窄”波束，实现“宽发窄收”，波束驻留时间长，雷达系统对杂波抑制能力强，更适用于无人机探测；