[发明专利]一种调频步进雷达的和差单脉冲测角方法

说明书

本发明公开了一种调频步进雷达的和差单脉冲测角方法，包括以下步骤：1)获取调频步进雷达和差单脉冲测角的角敏函数；2)测量目标距离像中幅度大、相距远互不干扰的若干强散射中心的角度；3)对强散射中心的角度测量值进行加权平均，得到最终的目标角度。建立了调频步进雷达和差单脉冲测角的角敏函数计算公式；调频步进雷达在增加和差单脉冲测角功能后，能够对目标的方位角、俯仰角进行精确测量；高精度测角改善了雷达对运动目标的跟踪性能。

技术领域

本发明涉及调频步进雷达的测角方法，具体为一种调频步进雷达的和差单脉冲测角方法。

背景技术

距离高分辨是实现雷达目标成像、分类识别等功能的基础，根据脉冲压缩理论，这通常需要增大雷达信号的带宽。调频步进信号是一种可实现距离高分辨的宽带雷达信号，它由一串载频线性跳变的相参窄带脉冲组成，由于它的每个脉冲都是窄带的，因此降低了接收机的瞬时带宽和模数转换器的采样率要求，成为一种广受关注的宽带雷达信号形式。

角度测量是现代雷达的基本功能之一，而和差单脉冲测角是雷达中常用的一种测角方式，但是目前尚未见到对调频步进雷达和差单脉冲测角问题的深入研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种调频步进雷达的和差单脉冲测角方法，建立了调频步进雷达和差单脉冲测角的角敏函数计算公式；调频步进雷达在增加和差单脉冲测角功能后，能够对目标的方位角、俯仰角进行精确测量；高精度测角改善了雷达对运动目标的跟踪性能。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供如下技术方案：

一种调频步进雷达的和差单脉冲测角方法，包括以下步骤：

1)获取调频步进雷达和差单脉冲测角的角敏函数；

2)测量目标距离像中幅度大、相距远互不干扰的若干强散射中心的角度；

3)对强散射中心的角度测量值进行加权平均，得到最终的目标角度。

本发明进一步设置为：所述步骤1)获取调频步进雷达和差单脉冲测角的角敏函数，具体为，

1-1)设调频步进雷达发射由K个脉冲组成的频率步进线性调频相参脉冲串，即频率步进LFM相参脉冲串，脉冲宽度为T，脉冲重复周期为T_r，第1 个脉冲的载频，即初始载频为f₀，相邻两个脉冲的载频差，即频率步进量为Δf，

设雷达发射的频率步进LFM相参脉冲串信号s_t(t)为，

式中：t为时间，a_t为发射信号的幅度，rect(·)为矩形函数，当-1/2≤t≤1/2 时，rect(t)＝1，否则rect(t)＝0，u(·)为LFM脉冲信号，u(t)＝exp(jπγt²)， -T/2≤t≤T/2，γ＝B/T为LFM脉冲信号的调频斜率，B为LFM脉冲信号的带宽，j为虚数单位，j²＝-1；

1-2)设调频步进雷达的天线阵是由N个阵元组成的均匀线阵，相邻两个阵元之间的间距为d，若在距离R₀、角度θ_t处有一个静止点目标，雷达发射信号在传播过程中遇到该点目标会产生回波信号，该回波信号会被雷达天线阵接收到，则第n个阵元接收到的回波信号s′_rn(t)为，

式中：a_r为回波信号的幅度，t₀＝2R₀/c为参考阵元接收到的回波信号的双程时延，c为光速，τ_n＝ndsinθ_t/c为第n个阵元接收到的回波信号相对于参考阵元的时延，n＝0,1,...,N-1，