[发明专利]基于实测数据的比相单脉冲和差相位修正方法

说明书

本发明涉及一种基于实测数据的比相单脉冲和差相位修正方法，本发明属于雷达参数估计领域。包括以下步骤：(1)对接收阵列接收到的回波信号进行混频、等间隔采样，然后进行数字下变频。最后进行匹配滤波，得到左右两子阵阵元级目标回波数据；(2)分别对左右两子阵进行数字波束形成；(3)得到匹配滤波之后的和路、差路数据；(4)假设目标位于相邻两波束之间，根据公式得到左波束目标的角度估计值和右波束目标的角度估计值。(5)由左右波束目标的角度估计值相等可以求解得到相位关系，即最后需要补偿的和差通道相位差。本发明在相控阵雷达实测数据基础上，对和差两路通道进行在线相位修正，不需要外部注入测试信号，高效快捷。

技术领域

本发明属于雷达参数估计领域，具体的说是一种相控阵雷达和差测角的相位修正方法。本发明用于相控阵雷达中的角度估计。

背景技术

单脉冲雷达是20世纪40年代后期萌发的新型技术，自提出以来，其在航空和导弹防御系统中逐渐起着越来越重要和不可替代的重要作用，其高精度指标更是满足了许多高精度跟踪雷达的迫切和苛刻的需求。单脉冲测角理论上只需要处理一个回波脉冲就可以确定目标角度信息，在工程上，由于计算量小且测角精度高，是常用的相控阵雷达角度估计算法。

相控阵雷达比相单脉冲测角结构示意图如图2所示。基于比相单脉冲测角相控阵雷达在进行角度估计时，左半阵和右半阵分别形成指向相同空间角度的左波束和右波束，注意此时N个阵元的相位中心位于阵列中心。比相单脉冲的基本原理是通过左右波束加减形成和差波束，和差两路目标回波数据的比值与角度存在固定的等式关系，通过计算可以得到目标的角度信息。

相控阵雷达比相单脉冲测角方法的角度估计精度主要受和差通道的幅度和相位不一致特性的影响。在实际的相控阵雷达系统中，和通道与差通道之间的幅度和相位存在不一致性，这种不一致性会直接影响和差比值的大小从而影响测角结果。现阶段和差通道相位修正方法的大都是基于理想的数学模型，通过离线数据处理得到相位修正关系。文献“单脉冲雷达系统通道一致性校正方法研究”中介绍了一种离线校正的方法对相控阵雷达系统的和差通道的幅相误差进行校正，取得了较好的校正效果，校正以后的测量误差在系统的精度允许范围以内。精度高是离线校正的优势所在，但需要注入测试信号，因而其应用受到一定限制。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于实测数据的比相单脉冲和差相位修正方法，能够有效提高目标测角精度。

技术方案

一种基于实测数据的比相单脉冲和差相位修正方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：假设相控阵阵列为线阵，总共有N个阵元，所述的N为偶数，阵元间距为d；对接收阵列接收到的回波信号进行混频、等间隔采样，然后进行数字下变频，最后进行匹配滤波，得到左右两子阵阵元级目标回波数据y_l和y_r，y_l和y_r分别表示左边和右边半阵各N/2个通道的目标脉压数据；

步骤2：分别对左右两子阵进行数字波束形成得到和其中，a_half(θ₁)表示半阵的导向矢量，θ₁表示波束中心指向；

步骤3：得到和路及差路目标数据，和其中和分别表示目标回波经匹配滤波之后的和路、差路数据；

步骤4：假设目标位于相邻两波束之间，左边波束中心指向为θ_l，根据公式得到左波束目标的角度估计值；其中,φ表示和差通道相位差，λ为雷达发射信号波长；

步骤5：假设右边波束中心指向为θ_r，重复上述步骤得到

步骤6：由等式可以求解得到相位关系φ，即最后需要补偿的和差通道相位差。

所述的N＝16。