单脉冲雷达距离和速度测量精度技术解析
脉冲雷达高精度测距方法研究与仿真
脉冲雷达高精度测距方法研究与仿真脉冲雷达是一种通过发射和接收电磁脉冲来实现测距的技术。
它在军事、安防、工业等领域具有重要的应用价值。
本文将对脉冲雷达的高精度测距方法进行研究与仿真。
脉冲雷达的测距原理是利用电磁波在空间传播的时间差来计算目标物体与雷达的距离。
通常，雷达首先发射一个短时脉冲信号，然后接收目标物体反射回来的信号。
通过测量发射信号和接收信号之间的时间差，可以得到目标物体与雷达之间的距离。
为了提高脉冲雷达的测距精度，研究人员提出了一些方法。
首先是超高精度脉冲雷达技术。
该技术利用超高精度的本振信号，以及精确的时钟同步技术，可以将测距精度提高到亚米级甚至毫米级。
这种技术通常用于精确测量静止的目标物体的距离。
其次是多普勒效应在脉冲雷达中的应用。
多普勒效应是由于目标物体与雷达之间的相对运动而导致的频率偏移。
通过测量多普勒频移，可以计算出目标物体的速度。
在脉冲雷达中，将多普勒频移转换为距离信息，可以实现目标物体的测距。
另外，脉冲压缩技术也是提高脉冲雷达测距精度的重要方法。
脉冲压缩技术利用信号处理算法，将发射信号的频带展宽，然后将接收信号与展宽后的发射信号进行相关处理，从而实现信号的压缩。
这种方法可以提高脉冲雷达的分辨率和测距精度。
为了验证上述方法的有效性，我们可以通过仿真来进行验证。
仿真可以复现雷达工作的环境和参数，通过控制变量的方法，研究不同方法对测距精度的影响。
例如，我们可以利用Matlab等工具进行脉冲雷达仿真。
通过设定不同的目标物体距离、速度等参数，分别采用不同的测距方法进行仿真实验。
通过比较仿真结果和真实值，评估不同方法的测距精度。
综上所述，脉冲雷达的高精度测距方法研究与仿真具有重要意义。
通过研究与仿真，我们可以深入理解脉冲雷达的测距原理和方法，进一步提高测距精度。
同时，仿真结果也可以为实际应用提供参考，指导雷达系统的优化和改进。
脉冲雷达的探测原理和技术
脉冲雷达的探测原理和技术近十年来，随着科技的快速发展和应用需求的不断增长，脉冲雷达技术已经逐渐成为探测、导航、通信、预警等领域的重要手段。
本文将着重从脉冲雷达的探测原理、技术等方面进行阐述。
一、脉冲雷达的基本原理脉冲雷达是一种利用电磁波进行距离、速度和方向探测的设备。
它的基本组成元件包括：脉冲发生器、天线、发射接收开关、接收放大器、信号处理器等。
脉冲雷达利用天线发射出短脉冲电磁波，该波在空间中传播并在目标物体表面反射回来，由天线接收后送入接收放大器，最后交给信号处理器进行处理。
脉冲雷达的工作原理主要依赖于时间测量和相位比较技术。
当脉冲雷达发射出的电磁波遇到目标物体并反射回来时，经由接收天线接收得到的回波信号同发射的信号组成的扫描信号在时间和幅度上会发生变化。
通过时间测量和相位比较技术对反射回来的扫描信号进行处理，可以得到目标物体的距离、速度和方向等信息。
二、脉冲雷达的技术特点1. 高速度、高精度脉冲雷达可以快速、准确地完成对目标物体的探测，采用数字信号处理技术，能够实现高速度、高精度的测量。
2. 多参数同时测量脉冲雷达可以通过多通道的天线接收多个反射回来的信号，并进行多参数同时测量，例如测量目标物体的距离、速度、方位角、俯仰角等参数，从而提高了雷达的综合探测能力。
3. 抗干扰性强脉冲雷达能够通过信号处理的方法对干扰进行消除，抗干扰性能强。
4. 成本低、使用寿命长脉冲雷达的制造成本较低，使用寿命较长，能够满足对不同环境和不同工作要求的应用需求。
三、脉冲雷达的应用领域1. 雷达探测脉冲雷达在军事领域中广泛应用，可以对目标物体进行距离、速度、轮廓、运动方向等多参数测量，提高作战指挥和战场环境感知能力。
2. 气象和环境监测脉冲雷达可对环境和气象进行探测，比如测量大气中气溶胶物质的浓度、湍流强度、风速和方向等信息，有助于环境保护和气象预测。
3. 航空导航脉冲雷达在航空领域中也有广泛应用。
其高精度和高速度特性，可以实现对飞机和无人机的导航、自动驾驶和避障系统等功能。
单脉冲精密测量雷达速度消模糊算法仿真及性能分析
Ｔ ５ Ｎ９ ９ 中图 分 类 号
Ｅｍ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＥｌｍ ｉ ｔｏ ｆ ｌ ｔｏ ｎ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｌ ｓｓ ｏ ｉ ｎａ ｉｎ ｏ Ｖｅｏ ｉｙ Ａｍ ｂ ｇ ｔ ｎ Ｍ ｏ ｏ ｕ ｓ ｃ ａ ｅ Ｉ ｔｕｍ ｅ ａ ｉｎ Ｒ ａ ａ ｌ ｃｔ ｉ ｕｉｙ ｉ ｎ ｐ ｌ ｅ Ａｃ ｕｒ ｔ ｎｓ ｒ ｎｔ ｔｏ ｄ ｒ
ｍｅ ｈ ｄ ｔｏ
Ｃｌ ｓ ｍ ｂ ｒ ＴＮ９ ９ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ５
１ 引言
测量 雷达 中 ， 由于采 用 低 重 频 ， － ＜ ２ 当 厂 ｒ × 时 ， 产生 的测 量模糊 ， 数学 式表示 为 ： 会 用
一Ｌ×
．
速度 消模 糊 通 常 采 用不 变 量嵌 入 法 和 线 性 估 计 法 。下面 我们 将 对 这 两 种 解模 糊 方 法 作 简 要 介
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｎ ｔｕ ｎ ａ ｉｎ ｒ ｄ ｒ ｔｗｉ ｒ ｄ ｃ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ａ ｉｕ ｔ ｆｄ ｐ ｌｒｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｗｈ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｔｔ ｅ ｓ ｒ ｃ ｎ ｉ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｔｏ ａ ａ ，ｉ ｌ ｐ ｏ ｕ ｅ ｉ ｔ ｕ ｎ ａ ｉ ｍｂ ｇ ｉｙ ｏ ｏ ｐ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｈ ｅ ｅ ｉ ｖ ｌ ｎ ｏ ｉ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｉ ｌ ｓ ｈ ｎ ｄ ｕ ｌ ｄ ｐ ｌｒｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｂ ｃ ｕ ｅｉ ｓ ｓ ｌｗ ｅ ｅ ｉ ｖ ｒ ｑ ｅ ｃ ． Ｔｈ ａ ｅ ｅ ｃ ｉ ｅ ＷＯ ｅ ｉ ｎ ｔ ｇ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ｓ ｔ ａ ｏ ｂ ｅ ｏ ｐ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｅ ａ ｓ ｔｕ ｅ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｅｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｓ ｔ ｅｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｓ ｔ ｌ ｂ ｍｉ ａ ｉ ｎ ｖ ｌ ｃｔ ｍｂ ｇ ｉ ｅｈ ｄ ｆｉｖ ｒａ ｔ ｍｂ ｄ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ａ ｄ ｌ ｅ ｒｅ ｔ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ Ｉ ｃ ｎ ｒ ｓ ｓ ｔ ｅ ｅｉ ｉａ ｉｇ ｖ ｌ ｃｔ ｅｏ ｉ ａ ｉ ｕ ｔ ｍ ｔ ｏ ｓｏ ｎ ａ ｉ ｎ ｙ ｙ ｅ ｅ ｄ ｎ ｔ ｏ ｎ ｉ ａ ｓ ｉ ｉ ｔ ｏ ． ｔ ｏ ｔａ ｔ ｈ ｌ ｎ ｔ ｅｏ ｉ ｎ ｍａ ｏ ｍ ｎ ｙ ａ ｉｕ ｔ ｆｅ ｔｏ ＷＯｍ ｅ ｈ ｄ ｎ ｅ ｈ ｏ － ｌ ｉ ｇ ｗｉ ｄ ｗ ｙａ ｄ ｔ ｅ ｓｉ ｉ ｇ ｗｉｄ ｗ ｙ ｔ ｒ ｕ ｈ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ａｓ ｍｂ ｇ ｉ ｅ ｆ ｃ ｆ ｙ ｔ ｔ ｏ ｓｕ ｄ ｒｔ ｅｎ ｎ ｓ ｉ ｎ ｎ ｏ ｗａ ｎ ｈ ｌ ｎ ｎ ｏ ｗａ ｈ ｏ ｇ ｉ ｌｔ ｎ ｌｏ ｄ ｄ ｏ ｔ ｄ ａ ｈ ｏ ｃｕ ｉ ｎ ｔ ａ ｉ ｅ ｒｅ ｔ ｔｏ ｔ ｏ ａ ｌ ｉ ａ ｅ ｖ ｌ ｃｔ ｍｂ ｇ ｉ ｕ ｃ ｌ ｎ ｃ ｕ ａ ｅｙ ｒ ｗｓｔ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓ ｈ ｔ ｌ ａ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｉｎ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｅｉ ｎ ｔ ｅｏ ｉｙ ａ ｉ ｕ ｔ ｑ ｉｋ ｙ ａ ｄ ａ ｃ ｒ ｔ ｌ ． ｍ ｙ
单脉冲雷达测距消除距离模糊舍脉冲法
单脉冲雷达测距消除距离模糊舍脉冲法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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雷达测距原理和脉冲法测距资料全
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现代级：136-139 中华现代：168-169 中华神盾：170-171
俄制MINERAL-ME 目标指示/射控雷达 (Bandstand音乐台)
——利用大气波导
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雷达测距的实现方法
物理解释：
一般地说单载频的连续波雷达没有测距能力，这与其发射信号带宽 太窄有关。若必须测量距离，则需要在连续波发射信号上加上某些定时 标志以识别发射的时间和回波时间。标志越尖锐、鲜明，则传输时间的 测量越准确。由傅立叶变换知：定时标志越尖锐，则发射信号的频谱越 宽。因此为了测量传输时间或距离，则必须扩展单载频连续波的频谱。
Tr
峰值功率Pt与平均功率Pav —— P av
Pt Tr
典型中程防空雷达参数： 1s, Tr 1ms, Pt 1MW， 则占空比为1 1000，P av 1KW
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1、距离分辨力：距离分辨力是指同一方向上两个大小相等点目标之间最小可区分 距离，它取决于雷达信号波形。
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2、测距范围：包括最小可测距离和最大单值测距范围。
最小可测距离——指雷达能测量的最近目标的距离。脉冲雷达收发共用天线，在 发射脉冲宽度时间内，接收机和天线馈线系统间是断开的，不能正常接收目标 回波。发射脉冲过去后天线收发开关恢复到接收状态，也需要一段时间t0。在上述 这段时间内，由于不能正常接收回波信号，雷达是很难进行测距的。因此，雷达 的最小可测距离为：
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4、微波超视距雷达
利用海面蒸发形成的大气波导(大气超折射和对流层非均匀散射)传播 效应是此系统在微波段实现超视距探测的基础，分别对应主动、被动工作 方式。 详细分析：见《电磁波传播特性》章节。
雷达测速及测距
雷达测速与测距GZH 2016/3/29系统流程图模块分析1 脉冲压缩1.1 原理分析雷达的根本功能是利用目标对电磁波的散射而发现目标，并测定目标的空间位置。
雷达分辨力是雷达的主要性能参数之一。
所谓雷达分辨力是指在各种目标环境下区分两个或两个以上的邻近目标的能力。
一般说来目标距离不同、方位角不同、高度不同以及速度不同等因素都可用来分辨目标，而与信号波形严密联系的那么是距离分辨力和速度(径向)分辨力。
两个目标在同一角度但处在不同距离上，其最小可区分的距离称为距离分辨力，雷达的距离分辨力取决于信号带宽。
对于给定的雷达系统，可到达的距离分辨力为〔1.1〕其中c为光速，为发射波形带宽。
雷达的速度分辨率可用速度分辨常数表征，信号在时域上的持续宽度越大，在频域上的分辨率能力就越好，即速度分辨率越好。
对于简单的脉冲雷达，，此处，为发射脉冲宽度。
因此，对于简单的脉冲雷达系统，将有〔1.2〕在普通脉冲雷达中，由于信号的时宽带宽积为一常数〔约为1〕，因此不能兼顾距离分辨力和速度分辨力两项指标。
雷达对目标进展连续观测的空域叫做雷达的探测围，也是雷达的重要性能数，它决定于雷达的最小可测距离和最大作用距离，仰角和方位角的探测围。
而发射功率的大小影响作用距离，功率大那么作用距离大。
发射功率分脉冲功率和平均功率。
雷达在发射脉冲信号期间 所输出的功率称脉冲功率，用Pt表示；平均功率是指一个重复周期Tr发射机输出功率的平均值，用Pav 表示。
它们的关系为〔1.3〕脉冲压缩〔PC〕雷达体制在雷达脉冲峰值受限的情况下，通过发射宽脉冲而获得高的发能量，以保证足够的最大作用距离，而在接收时那么采用相应的脉冲压缩法获得窄脉冲，以提高距离分辨力，因而能较好地解决作用距离与分辨能力之间的矛盾。
在脉冲压缩系统中，发射波形往往在相位上或频域上进展调制，接收时将回波信号加以压缩，使其等效带宽B满足。
令,那么〔1.4〕〔1.4〕式中，表示经脉冲压缩后的有效脉宽。
单脉冲雷达
雷达大作业单脉冲雷达在测角方面的应用班级： 1302019姓名：指导教师：魏青一、引言1、背景对目标的定向，是雷达的主要任务之一，单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。
之所以叫“单脉冲”，是因为这种方法只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。
单脉冲技术由于其良好的测角、角跟踪性能和抗干扰能力，因此除了在跟踪雷达中应用之外，还广泛应用到各种武器平台的控制雷达当中。
本文分析了标定方法确定天线方向图信息的理论有效性，给出利用标定结果进行宽带单脉冲测角的方法。
2、简介宽带单脉冲雷达是将传统的单脉冲雷达加载宽带信号。
在宽带信号观测下，目标可认为由一系列孤立的散射点组成。
从而宽带单脉冲雷达测角实际上是测定一系列散射点的角度。
宽带单脉冲雷达测角具有广泛的应用价值，除了标跟踪，还可以应用于三维成像。
根据对宽带单脉冲测角的基本原理分析可知，天线方向图在测角中发挥了重要的作用，目前的文献在讨论宽带单脉冲测角时，通常都是采取与文献类似的方法: 根据理论模型，设定方向图函数。
对于实际的宽带单脉冲雷达系统，方向图函数通常并不是严格的满足理论模型。
此外，精确测量实际雷达系统的方向图际雷达系统进行标定来为测角提供必要的方向图信息。
二、单脉冲雷达的自动测角系统中的优势1、角度跟踪精度与圆锥扫描雷达相比，单脉冲雷达的角度跟踪精度要高得多。
其主要原因有以下两点：第一，圆锥扫描雷达至少要经过一个圆锥扫描周期后才能获得角误差信息，在此期间，目标振幅起伏噪声也叠加在圆锥扫描调制信号（角误差信号）上形成干扰，而自动增益控制电路的带宽又不能太宽，以免将频率为圆锥扫描频率的角误差信号也平滑掉，因而不能消除目标振幅起伏噪声的影响，在锥扫频率附近一定带宽内的振幅起伏噪声可以进入角跟踪系统，引起测角误差。
而单脉冲雷达是在同一个脉冲内获得角误差信息，且自动增益控制电路的带宽可以较宽，故目标振幅起伏噪声的影响基本可以消除。
第二、圆锥扫描雷达的角误差信号以调制包络的形式出现，它的能量存在于上、下边频的两个频带内，而单脉冲雷达的角误差信息只存在于一个频带内。
基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距研究的开题报告
基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距研究的开题报告一、选题背景及意义随着军事技术的不断发展，高精度雷达技术在军事领域中的作用日益凸显。
其中，单脉冲精密测量雷达MTD是一种非常重要的雷达类型，它通过对雷达回波信号进行精密处理，可以实现对目标距离和速度的高精度测量。
基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距研究，是一项重要的科研课题，其意义在于：1. 提高雷达测量精度。
通过采用DSP处理信号数据，可以大大提高雷达的测量精度，从而提高雷达在军事和民用领域中的应用价值。
2. 拓展雷达应用范围。
基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距研究可以应用于许多领域，如空域、海域、陆地等，能够实现对目标的高精度测量和监测。
3. 推动雷达技术发展。
随着现代军事科技的快速发展，雷达技术也在不断创新和进步。
基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距研究，是推动雷达技术发展的重要一环。
二、研究内容本研究主要针对基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距技术进行深入研究，包括以下内容：1. 建立基于DSP的单脉冲精密测量雷达MTD测距系统。
系统需要包含雷达收发器、数字信号处理器DSP以及测距控制单元等部分。
2. 将雷达回波信号进行数字化处理，通过DSP实现信号的滤波、调制解调、FFT变换等处理步骤，得到目标的距离和速度信息。
3. 研究如何改进MTD算法，提高雷达的测量精度。
例如，通过增加发射和接收天线数量、改进信号处理算法等方式来提高雷达测量的精度和稳定性。
4. 进行实验验证。
将MTD测距系统应用于仿真环境和实际雷达场景中，进行实验验证，测试系统性能，验证研究成果的有效性。
三、研究难点和挑战本研究涉及的主要难点和挑战包括：1. 雷达信号处理算法的改进。
MTD算法本身已经相对成熟，如何在此基础上进一步提高雷达测量精度是一个难点之一。
2. 雷达系统硬件设计。
为了实现高精度测量，需要设计高性能的雷达收发器和数字信号处理器，这也是研究中的一个关键环节。
单脉冲测量雷达标校对测量精度的决定作用
单脉冲测量雷达标校对测量精度的决定作用作者：朱泽锋来源：《中国新技术新产品》2015年第24期摘要：单脉冲测量雷达标校的主要决定性作用是通过雷达进行测量来改变和影响精度的。
作为一种测量设备，单脉冲测量雷达是在测量工作中是非常关键和重要的。
本文针对单脉冲测量雷达标校对于测量精度的重要决定作用进行细致的分析，通过讲述来了解标校工作对于测量精度的决定作用，并且针对标校工作作出相应的评价。
关键词：单脉冲测量雷达；标校；测量精度；决定作用中图分类号：TN95 文献标识码：A作为一种外测设备，单脉冲雷达的测量精度要求是非常高的。
现在的测量精度主要是通过雷达的测量数据输出来实现误差的大小的精确。
这种误差的大小就是雷达测量的精度表示。
现阶段，单脉冲雷达测量主要是测量高深技术的产品的运行轨道和误差范围。
这些高新技术产品主要是包括了三种：第一种是卫星；第二种是导弹；第三种是飞船。
对于这三种高精仪器的精度测量要求是非常高的。
严格的控制单脉冲雷达测量的精度才能够为高精度设备进行测量工作，确保测量工作结果准确和科学。
一、单脉冲测量雷达的内容和特点现阶段我国的科学技术的进步和发展离不开我国的经济的发展和进步。
在我国科学技术进一步发展的同时我国的雷达测量技术也有了质的提升，有了巨大的发展。
当前我国的雷达测量中的测量仪器单脉冲测量雷达在两种技术上处于先进的行业：第一种技术是雷达测量的频谱技术；第二种技术是雷达的相参性技术。
这两种技术通过单脉冲测量雷达的测量后都有了非常大的进步。
单脉冲测量雷达中的单脉冲主要指的是利用单个的脉冲就能够为测量工作提供测量的目标角位置数据需要提供的回波脉冲信息。
单脉冲测量雷达测量的原理是利用了波瓣法的测量角度来实现的。
这种测量的方法仅仅需要的是通过各个波段的波束接收对比进行统一脉冲回波的测量，这样的测量就会收集需要测量的全部测量数据和信息。
但是在实际的测量工作中，我们发现测量是需要针对同一个测量目标进行持续并且连续的测量，这昂就要求我们的测量雷达要不间断的收集测量目标的测量回波信号机数据并且要不间断的发射脉冲信号。
雷达测距原理与脉冲法测距讲解学习
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电磁波沿海面的地波传播
无线电波朝海面发射时，在海水表面会存在一种电磁波传播模式，称为
地波(Ground Wave)是一种表面波(Surface Wave)。垂直极化高频电磁 波在海水表面的地波传播衰减很小，而且地波在一定程度上会沿着弯曲
的地球表面传播，到达地平线以下很远的地方，即实现超视距传播。
TBMs Out to 700Km
Line-of-Sight Propagation
Horizon
Surface wave Propagation
Antiship Missiles
Detection and Tracking at 37Km
Fighter and Small Boat Detection and Tracking at 74Km
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美国Raytheon公司高频地波雷达 SWR-503的接收天线阵
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2、高频天波雷达High Frequency Skywave OTH Radar 高频天波超视距雷达利用电离层对短波的反射效应，其探测距离可达
1000至4000km。
澳大利亚Jindalee高频天波雷达接收天线阵
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目标
RT 发射天线Tx
RR 接收天线Rx
对双基地雷达，计算RT+RR有两种方法： 直接法：
间接法：
单基地：R=cT/2
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对双基地雷达，具体计算RT或RR需要目标角度信息，如利用 目标的接收视线角，则计算公式为：
单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正策略分析
单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正策略分析摘要：现阶段，单脉冲雷达在高精度外弹道测量体系中具有非常重要的地位，提高其测量精度对于高精度外弹道测量水平的整体提升意义重大。
然而提升单脉冲雷达的测量精度就需要对全部测量参数进行电波折射误差修正。
在参阅大量相关研究文献的基础上，针对单脉冲雷达测速参数折射误差修正精度普遍较低的问题，对雷达速度量折射误差高精度修正策略展开探讨，以供参考。
关键词：单脉冲雷达；测量精度；折射误差修正；速度中图分类号：TJ012 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.10.109单脉冲雷达是测量空中飞行体速度和高度最常用的一种测量设备，利用它我们可以完成对目标位置参数以及其速度变化量的精确测量工作。
单脉冲雷达通常是主动式的有源雷达，主要是通过电磁波的散射效应来完成对目标的参数测量。
但在测量空中飞行体时，电磁波会在大气中传播。
由于空气介质会对电磁波产生一定的折射效应，因此使得雷达测量存在一定的折射误差，从而降低了测量的精度。
为了提高雷达测量的精度，就需要对大气折射误差进行科学、合理的修正。
1 雷达电波折射误差修正的研究综述基于雷达在电子技术、航天技术、军事技术等多个领域中的重要作用，其发展和应用也受到了国内众多学者的关注和研究，其中对雷达电波折射误差修正方法进行研究的学者和文献也有很多，并且所研究的雷达体制也囊括了光学雷达、连续波雷达以及脉冲雷达、干扰仪等多个方面，比如张瑜等人开展的《光学雷达大气折射误差修正方法研究》，刘宗伟等人开展的《微波辐射计在雷测数据折射误差修正中的应用》，等等。
如今，这些研究成果在实际工作中已经得到了应用，并且也取得了良好的成效。
然而，这些电波折射误差修正方法更多的是侧重于大气折射对雷达定位所产生的影响，很少或者基本没有考虑雷达测量的速度量折射所造成的误差。
众所周知，对空中飞行体的速度量测量也是我们判定其飞行状态的一个重要指标，而大气折射不仅能造成雷达定位误差，同样也能引起测速误差，所以说，修正速度量测量误差也是提高测量精度的重要途径。
单脉冲雷达目标RCS特性测量技术研究
信号/数据处理单脉冲雷达目标RCS特性测量技术研究3陈大庆1,钱 丽2,张永福1(1.太原卫星发射中心试验技术部, 太原030027)(2.南京电子技术研究所, 南京210013)【摘要】 目前,雷达目标特性测量作为航天测控领域的一项新技术在雷达设计过程中得到广泛的应用。
文中以一种单脉冲雷达散射截面(RCS)测量系统设计为背景,介绍了RCS概念及测量原理,重点从硬件设计方面阐述了RCS测量的关键技术及相关理论。
从实际测量数据结果分析证明该系统具有较高的可靠性和数据获取能力,可在类似的产品设计中推广应用。
【关键词】 雷达;目标特性;雷达散射截面;接收机中图分类号:T N957.5;T N958.4 文献标识码:AStudy on M ea surem en t of M onopulse Radar Target RCSCHE N Da2qing1,Q I A N L i2,Z HANG Yong2fu1(1.Test Technol ogy Depart m ent of Taiyuan Satellite Launch Center, Taiyuan030027,China)(2.Nanjing Research I nstitute of Electr onics Technol ogy, Nanjing210013,China)【Abstract】 Radar target characteristics measure ment is currently a ne w technique that has been widely app lied t o radar syste m design in aer os pace measure ment and contr ol field.A ne w monopulse radar with powerful target RCS measure ment capabili2 ty is a key device of aer os pace measure ment and contr ol net w ork.I n this paper,using the design of this monopulse radar RCS measure ment syste m as backgr ou md,the basic p rinci p les and measure ment theory are intr oduced,and the key techniques and cor2 res ponding theories are described in detail fr om the vie wpoint of hard ware i m p le mentati on.The collected measure ment data analysis result show that the measure ment syste m is highly reliable and well suited f or inf or mati on extracti on,has significant generalizati on p r os pect f or si m ilar design work.【Key words】radar;target characteristics;RCS;receiver0 引 言雷达目标特性测量作为航天测控领域的一项先进技术在新型雷达设计过程中得到广泛的应用,它是通过在重要的各姿态角位置RCS的测量,确定目标形状、尺寸[1]。
单脉冲测量雷达标校对测量精度的影响
单脉冲测量雷达标校对测量精度的影响作者：刘向勇来源：《科技资讯》 2012年第4期刘向勇(大连市旅顺口区91913部队装备处辽宁大连 116041)摘要:单脉冲测量雷达标校的影响体现是通过雷达测量对精度影响过程之中,本文在讲解什么是单脉冲测量雷达及对测量精度的影响,在此过程中体现标校对测量精度的影响,然后对标校做出整体评价。
关键词:单脉冲测量雷达测量精度标校中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)02(a)-0019-01单脉冲测量雷达是是一种外测设备,测量精度一般用雷达输出的数据误差的大小来表示。
由于单脉冲测量雷达用于对卫星、导弹、飞船的精密跟踪和轨道测量,因此对测量精度的要求也非常的严格。
1 单脉冲测量雷达在经济大发展的同时,科技也获得了迅速的发展,雷达技术也获得了巨大的发展,目前的单脉冲测量雷达的频谱程度和相参性技术也有了很大的提高。
单脉冲是指单个脉冲能够提取目标角位置信息所依赖的回波脉冲的个数方面的信息。
而单脉冲测量雷达则是属于同时波瓣法测角,它仅需要比较各个波束接收的同一个回波脉冲,就能够获得目标的全部信息。
不过由于对目标的观测和测量具有连续性的特点,雷达就需要连续不断的接收目标的回波信号和连续的发射脉冲,在获得了一系列的目标信息之后,对这些信息就可以进行科学的处理,从而获得对目标高精度和高真实性的信息。
单脉冲雷达是一种很精密的跟踪雷达,它的工作原理是每发射一个脉冲,天线能同时形成若干个波束,然后雷达就会将各波束回波信号的振幅和相位进行比较分析:比如目标的位置在天线轴线上面时,各波束回波信号的振幅和相位相等,信号差为零;而当目标位置不在天线轴线上面的时侯,各波束回波信号的振幅和相位就变得不相等,二者之间就会产生信号差,雷达系统就会驱动天线转向目标位置直到天线轴线对准了目标,通过这种方式就可以把目标的高低角和方位角给测出来,通过从各波束接收的信号之和,可测出目标的距离,这样雷达就实现了对目标的持续跟踪和测量了。
测量中常见的雷达测量方法和精度评定
测量中常见的雷达测量方法和精度评定雷达作为一种广泛应用于测量和探测领域的技术，具有高效、准确和实时的特点。
它利用电磁波的特性，通过发射和接收信号来测量目标的距离、速度和方位。
在测量中，雷达的应用非常广泛，包括气象预测、飞行控制、海洋测量、地质勘探等领域。
本文将介绍几种常见的雷达测量方法并讨论其精度评定。
一、脉冲雷达测量方法及精度评定脉冲雷达是一种常见的雷达测量方法。
它通过发送离散的脉冲信号，通过测量脉冲的往返时间来计算目标的距离。
脉冲雷达的原理相对简单，但在实际应用中需要考虑一些因素对测量精度的影响。
首先，射频信号的频率对脉冲雷达的精度有一定影响。
高频率的信号可以提高测量的精度，但也会增加系统的成本和复杂度。
因此，在实际应用中需要在信号频率和成本之间进行权衡。
其次，脉冲雷达的发射和接收天线的方向性也会影响测量精度。
天线的方向性越高，系统的测量精度就越高。
因此，在设计和选择天线时，需要考虑天线的方向性及其对测量的影响。
此外，脉冲雷达的测量精度还受到目标形状、目标反射面的特性以及环境噪声等因素的影响。
这些因素会引起测量误差，并且在不同的应用场景中会有所不同。
因此，在实际使用中需要进行误差分析和校准，以提高测量的准确性和可靠性。
二、连续波雷达测量方法及精度评定连续波雷达是另一种常见的雷达测量方法。
它通过发送连续的波形信号，通过测量信号的频率差来计算目标的速度。
连续波雷达的原理相对复杂，但在一些特定的应用中具有重要的作用。
连续波雷达的测量精度与多普勒效应密切相关。
多普勒效应是连续波雷达用来测量目标速度的基础。
当目标靠近时，接收到的信号频率会增加；当目标远离时，接收到的信号频率会减小。
通过测量频率差，可以计算出目标的速度。
但是，连续波雷达的测量精度受到多种因素的影响，例如信噪比、目标的角度等。
在实际应用中，连续波雷达的精度评定通常包括两个方面：速度测量精度和目标位置测量精度。
速度测量精度主要取决于信噪比和多普勒频率分辨率。
一种单脉冲测量雷达测速新方法
Abstract：A new velocity measuring method of monopulse instrumentation radar is presented based on the existing digital
velocity measuring methods. The more accurate frequency can be acquired，and the velocity measuring precision can be im⁃
of the monopulse instrumentation radar more robust.
Keyword：radar velocity detection；frequency spectrum anomaly detection；monopulse instrumentation radar；coherent inte⁃
标距离数据 R 和测速机测得的模糊速度进行相关运算
行加速度和加加速度补偿，通过对回波信号利用多项式
后，消除速度模糊。消除速度模糊常采用不变量嵌入算
相位信号参数估计法获得加速度和加加速度信息，完成
法。消除速度模糊后，得到一个实时的、精确的、无模糊
回波信号相位补偿，从而实现回波相参积累，并测量出
。测速的工作原理框图如图 1 所示。
16
2014 年第 37 卷
现代电子技术
行数字鉴频获得差频信号频率，从而完成频率的闭环跟
或 32 点的长时间相参积累技术，来提高积累时间和回
踪。由于受雷达脉冲重复频率的限制，测速回路测出的
波信号信噪比，从而提高测速精度。由于通常目标在测
目标径向速度可能出现模糊，需要利用测距机测得的目
脉冲雷达测距原理
脉冲雷达测距原理
脉冲雷达测距原理是一种广泛应用于军事、民用、工业和科学研究领域的测距技术。
该技术利用电磁波在空间传播的速度及其传播与反射的特性，将发射和接收装置组合在一起，以确定目标物体的距离和位置。
脉冲雷达测距原理的基本思想是：测量出射频信号从发射到接收经过的时间差，并按照一定的计算关系，将时间转化成距离。
脉冲雷达的发射器产生高频电磁脉冲，其波长为数毫米至数厘米，然后通过天线发射出去，经过空间传播后，与目标物体相遇，而一部分电磁波会被目标物体反射回来，并被接收天线接收。
接收器接收到反射回来的脉冲信号后，经过一些处理，将信号传送给计算机或其它数据处理设备进行处理。
在处理信号时，先将接收到的脉冲信号和发射脉冲信号相匹配，得到脉冲的时间差，然后根据电磁波在空间中的传播速度和时间差的大小，计算出目标物体与雷达的距离。
脉冲雷达测距原理的可靠性，精度和效率都非常高。
尤其是在保障国家安全、灾害预警及科学研究等领域中，其广泛应用可以大大提高工作的准确性和效率，实现更加精准的数据采集。
总之，脉冲雷达测距原理是现代科技中的一个重要组成部分，利用其广泛应用于军事、民用、工业和科学研究领域，不断提高人类的生活水平，为人类社会的发展进步做出了积极贡献。
雷达原理—单脉冲角度跟踪技术研究报告
“单脉冲跟踪技术”作业报告题目关于单脉冲角度跟踪技术研究学生李林森年级2009级班级020931班学号********专业信息对抗技术学院电子工程学院西安电子科技大学2011年11月引言自第二次世界大战开始，雷达就应用在军事方面，从尖端武器到常规武器，从防御性武器到进攻性武器有它的身影。
随着无线电技术的进步，现代雷达具有多种功能，它的作用已经不能被其字面意义简单的概括出来，现代雷达不但能够截获、探测、侦察目标，测量目标的距离、方位、仰角、速度，确定目标的形态，还能实现测绘、导航、监视、边扫描边跟踪等一系列新功能。
数字技术的飞速发展和电子计算机的问世，使雷达的结构组成和设计发生了根本性的变化，仿真技术也应世迅速发展起来。
采用这些技术后，雷达的工作性能大为提高，测量精度也提高了一个数量级以上。
近年来，雷达作为一种探测目标的重要工具，在军事和民用领域发挥越来越重要的作用。
其主要任务是在存在噪声、杂波与干扰的背景中检测并跟踪、测量来自空中、地面或水面上的有用目标。
随着电子器件技术和计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域和关键课题，雷达信号处理主要围绕对目标信号的变换、检测、跟踪、识别以及威胁判断等问题而进行，其中对目标的精确方位角测量是目标信号处理的一个重要环节，同时也是信号处理中的一个关键问题。
单脉冲体制雷达是一种在圆锥扫描等雷达体制之后发展起来的比较先进的雷达体制，它与圆锥扫描等比较“老”的雷达体制的区别在于采用了不同的定向原理，具有更高的定向精度，因而在航空以及军事等领域有广泛的应用。
使用单脉冲定向法，只需要一个回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息，这也是“单脉冲”定向这一术语的来源。
因为单脉冲雷达只用一个脉冲定向，所以回波信号的幅度起伏不会对角坐标的测量精度产生显著的影响。
单脉冲定向是依靠多路接收技术实现的，它是用几个独立的接收支路来同时接收目标信号的回波信号，然后再将这些信号的参数加以比较。
单脉冲测量雷达标校对测量精度的决定作用
— Ｃ ｈ ｉ
ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｎｄ ａ ｒｏ Ｐ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
２ ０ １ — ５ Ｎ Ｏ ． １ ２（ － Ｆ）
口匪翟圉豳圃 ● ■ 墨 ■ ■ ■ 标校 对测量精度 的决 定作用
一
这些会波束 信号中的振 幅及相位进行区
二 、单 脉 冲测 量 雷 达 对 于测 量 精 度 别 比较 和分 析 ：比如 目标 的位 置 在 天 线 的决 定作 用 轴 线上 面 时 ，各 波 束 回波 信 号 的振 幅 和 单 脉 冲测 量 雷 达 对 于 测 量精 度 的影 相位相等 ，信号差 为零 ；但是一旦我们 响 主要 通 过 误 差 的多 少 和 大 小来 决定 ， 的 测量 目标 不 在 测 量 天 线 的轴 线 上 时 ， 前文所提 到的单脉冲测量雷达的测量精 单 脉 冲 测 量 雷 达 接 收到 的会 波 束 信 号 中 度 主要 是 由测 量 雷 达 扑 捉 到 的 雷 达信 号 的 振 幅及 相 位 不 相 同或 者 说 是 不 相 等 ， 的误 差 决 定 的 ，本 文 讲 述 的 误差 主要 有 振 幅及 相位 之 间就 会 出现 信 号 差 值 ，这 两种 。第 一 种 是 角 度 跟 踪 的 测量 误 差 ； 种 情 况 下 ，测量 雷达 系统 会 发 出命 令 指 第二 种 是 距 离 跟 踪 的测 量 误 差 。 这两 种 挥 天线 回转 到测 量 的 目标 位 置 上 ，这 一 误差有分别 的有很多的内容 ，本文讲述 动 作 一 直会 维持 到测 量 天 线 的轴 线 和 测 的时 候会 有侧 重 的进 行 分析 和 阐述 。 量 目标 对 准 为止 。这 一 个 过 程 的体 现 出 １ 简述 角度 跟踪 的测 量及 其误 差 （ １ ）角 度跟 踪测 量 出现 的 随机测 量 来 的测 量 作 用是 将 测 量 目标 的 高 低 角 和
单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正方法
单脉冲雷达速度量折射误差高精度修正方法张瑜;史莹莹;张洁寒【摘要】单脉冲雷达是高精度外弹道测量系统中的一种主要测量设备之一,为了提高其测量精度,对所有测量参数都需要进行电波折射误差修正.针对目前单脉冲雷达测速参数折射误差修正精度较低的现状,在距离和角度折射误差修正基础上,提出了基于方向余弦的速度量折射误差高精度修正方法.首先根据经折射修正后的目标精确位置,利用二阶中心平滑微分方法求出目标的真实速度向量;然后再利用测站、地心的位置得到目标到雷达站、地心的方向余弦,进而求出目标与雷达站间电波射线在目标处切矢方向余弦;最后进行距离变化率的折射误差修正.实验证明,该方法比常用的直接微分方法的精度高出20％,且具有较好的实用性和有效性.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2015(030)003【总页数】5页(P530-534)【关键词】单脉冲雷达;速度;距离变化率;折射误差修正;方向余弦【作者】张瑜;史莹莹;张洁寒【作者单位】河南师范大学物理与电子工程学院,河南新乡453007;河南师范大学物理与电子工程学院,河南新乡453007;西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN011引言在对空中飞行体的测量中,单脉冲雷达是一种大量应用的主要测量设备之一,它可以较精确地测量出目标的位置参数(距离、仰角和方位角)和速度量(距离变化率). 单脉冲雷达一般为主动式有源雷达,它利用电磁波的散射来实现目标的参数测量. 当电磁波在大气中传播时,由于大气介质对电磁波的折射效应,使得雷达测量时产生折射误差,从而影响雷达的测量精度[1-2]. 随着目前数字技术的应用,尽管雷达系统在硬件和数据处理方法上得到了进一步改进,使得其测量精度得到了一定的提高,但是大气引起的折射误差仍然是限制雷达精度进一步提高的关键因素之一. 为了提高雷达测量精度,需要进行大气折射误差修正.国内外许多学者针对不同体制雷达,如光学雷达、脉冲雷达、连续波雷达、干涉仪等,都进行了各种电波折射误差修正方法研究[3-8],这些方法大多数已在实际中进行了应用,并取得了较好的效果. 然而,绝大多数电波折射误差修正工作都仅仅考虑了大气折射对雷达定位的影响,很少考虑雷达测量的速度量折射误差. 我们知道,对飞行体的速度量测量也是判定其状态的一个重要参量,大气折射效应不仅会引起雷达定位误差,也会引起测速误差,因此对于速度量也需要进行折射误差修正.文献[5]只给出了三个及以上雷达站联合测量时的速度量折射误差修正方法,没有给出单站雷达的速度量折射误差修正方法. 以文献[8]为代表的有关文献尽管给出了单站雷达速度量折射误差修正方法,但是他们都是仅用距离变化的时间差分来进行速度折射误差估算,这也是目前单站雷达进行速度量折射误差修正的主要方法. 然而在实际应用中,由于这种方法只是根据距离折射误差的时间差分来估算距离变化率的折射误差,受其距离折射误差残差和差分时间的限制,其精度很低. 另外,在实际应用中,差分时间是根据雷达对信号的采样时间确定,差分时间对速度折射误差估算的影响很大,使得这种方法很难在实际中应用. 本文针对单脉冲雷达这种实际应用现状,给出了基于方向余弦的速度量折射误差高精度修正方法.1 常用目标定位与速度量折射误差算法1.1 目标定位方法假设雷达位置为O,目标位置为T,地球地心为C,雷达天线中心的海拔高度为h0,如图1所示.鉴于平坦下垫面情况下的大气水平不均匀性很小,在实际应用中一般可不考虑方位角的折射误差,即A0=Ae.图1 雷达电波射线示意图单脉冲雷达测量参数有:折射误差的视在距离Re、视在仰角θe、视在方位角Ae和视在距离变化率(它是速度在视在距离上的径向分量).利用文献[6]可对视在距离和视在仰角进行折射误差计算,从而获得距离折射误差ΔR和仰角折射误差ε. 利用文献[9]可以对视在方位角进行折射误差计算,得到方位角折射误差ΔA. 这样真实的距离R0、仰角α0和方位角A0为:R0=Re-ΔR,(1)α0=θe-ε,(2)A0=Ae-ΔA.(3)假设在一确定的坐标系中,雷达站的坐标为O(x0,y0,z0),根据几何关系,利用经电波折射误差修正后雷达测量的真实参数R0、α0和A0可以得到目标的真实位置坐标,即(4)式中: XT为目标真实位置向量,XT=(xT,yT,zT)T; X0为雷达站位置向量,X0=(x0,y0,z0)T.1.2 常用速度量折射误差算法对于单脉冲雷达,目前的距离变化率折射误差计算是根据距离变化的微分得到的. 根据物理意义,视在距离变化率和真实距离变化率为：(5)(6)则距离变化率折射误差为(7)利用这种方法计算距离变化率的折射误差存在两个问题:其一是由于雷达的采样是离散数据,它只能用差分进行计算,而没法实现微分计算;二是时间差分Δt的微小变化对计算结果影响很大,再加上距离折射误差的残差影响,可能会使得到的距离变化率折射误差的残差很大,进而无法获得高精度的距离变化率折射误差,这一点在实际应用中已得到证实.因此,这种方法获得的速度量折射误差一般不能在实际中应用.2 新型速度量折射误差修正方法2.1 真实速度向量计算从理论上讲,单脉冲雷达只有一个距离变化率参量,利用它无法得到目标速度的三个分量.在实际应用中,常采用二阶中心平滑微分方法来求得三个真实速度分量即假设输入2n+1个等间距采样的位置参数XTi(由式(4)得到,是经过折射误差修正后的位置参数),中心时刻的速度向量为[1](8)式中: δ为测量数据的采样间隔; N为输入数据的总个数,N=2n+1.2.2 距离变化率折射误差修正雷达测速的折射误差主要是由于折射效应改变了多普勒频率的传播方向而引起的,也就是由视在电波路径与真实路径不一致而产生. 雷达视在电波路径是一个弯曲的曲线,它测量出的是视在距离变化率雷达真实路径为一直线,由它得出的是真实距离变化率如图1所示.如果用方向余弦来求视在距离变化率和真实距离变化率则有[8]:(9)(10)式中: nT为目标处的大气折射率,可由大气折射率分段模型计算得到为目标的真实速度向量; LT0=(l0,m0,n0)为目标与雷达站相连直线的方向余弦; LTe=(le,me,ne)为目标与雷达站间电波射线(曲线)在目标T处切矢的方向余弦.由于雷达站位置O(x0,y0,z0)、地心位置C(xC,yC,zC)和经电波折射误差修正后的目标真实位置T(xT,yT,zT)都为已知量,则目标与雷达站相连直线的方向余弦LT0=(l0,m0,n0)为(11)目标与地心相连直线的方向余弦LTC=(lC,mC,nC)为(12)根据几何关系和相关推导可以得到目标与雷达站间电波射线在目标T处切矢的方向余弦LTe=(le,me,ne)为[8](13)式中: θT为目标处的电波射线视在仰角; αT为目标处的电波射线真实仰角.目标处电波射线视在仰角θT可根据球面分层大气情形下的snell定理得到[8],即(14)式中: n0、nT分别为雷达站、目标处的大气折射率目标处电波射线真实仰角αT可通过图1中的几何关系,用三角正弦公式得到,即(15)利用式(8)、(9)、(10)、(11)和(13)可以得到视在距离变化率和真实距离变化率这样电波折射引起的距离变化率误差即为(16)将雷达实际测量出的视在距离变化率减去距离变化率折射误差,就实现了距离变化率折射误差修正,得到真实距离变化率即(17)3 仿真实验与结果分析为了检验本文所提方法的正确性和有效性,选择了某雷达实验基地一次校飞时的相关数据进行距离变化率折射误差计算.试验中,可测量到的携带应答器的飞机高度为200～1 500 m,飞行中飞机有一定高度上下起伏. 根据本文的方法和利用式(7)选取差分时间分别为2 ms和5 ms进行计算,得到的距离变化率的折射误差如图2所示. 图2 两种方法计算的距离变化率折射误差比较从两种方法计算距离变化率折射误差结果比较可见:1) 距离变化率的折射误差随仰角的增大而逐渐减小，这是由于校飞的飞机基本上为平飞，且雷达测量的仰角越大，目标距离雷达的距离越小，电波射线经过的路径越小，电波射线弯曲越小的缘故.2) 基于方向余弦的方法得到的距离变化率折射误差小,且随角度的变化平滑,符合真实情形.而基于距离折射误差微分的方法得到的距离变化率折射误差较大,且随角度呈跳跃状,与实际情形不相符合.这主要是由于距离折射误差的残差和所取差分时间较大所造成的.3) 对比差分时间5 ms和2 ms时的计算结果可见,差分时间越大,得到的距离变化率折射误差越大,且抖动也越大,越不符合实际情形,说明差分时间对距离变化率折射误差的影响是很大的. 如果在实际应用中采用距离折射误差微分的方法,这只能对计算得到的距离变化率折射误差进行数据平滑,或者尽量减小差分时间,但是这受限于雷达信号的采样时间. 4) 对比校飞实测数据,基于方向余弦方法得到的距离变化率折射误差的残差为11%,基于距离折射误差微分的方法(时间间隔分别为2 ms和5 ms)得到的距离变化率折射误差的残差分别平均为31%和43%,说明基于方向余弦方法的精度比基于差分的方法高20%. 因此,可以认为基于方向余弦的方法可以较好地进行距离变化率折射误差修正,且具有高精度和实用性.4 结论为了提高单脉冲雷达的测量精度,对于测量的距离变化率利用常规的差分方法很难进行有效的折射误差修正.利用基于方向余弦的距离变化率折射误差修正方法可以实现高精度的折射误差修正,其精度比常规的差分方法高20%,并且具有实际有效性和可操作性.如果要得到真实速度,可以在利用精确位置微分的基础上,再利用考虑经折射误差修正后的真实距离变化率的递推最小二乘估计方法获得.本文方法可以直接应用到单脉冲雷达系统中,以进一步提高其测量精度.本方法的不足是计算较为复杂,这也是下一步研究的课题之一.参考文献[1] 刘利生, 吴斌, 吴正容, 等.外弹道测量精度分析与评定[M]. 北京: 国防工业出版社, 2010.[2] 焦培南, 张忠治.雷达环境与电波传播特性[M]. 北京:电子工业出版社, 2007.[3] 张瑜, 赤娜, 胡笑君. 光学雷达大气折射误差修正方法研究[J]. 电光与控制, 2009, 16(5):16-22.ZHANG Yu, CHI Na, HU Xiaojun. 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单脉冲雷达距离和速度测量精度技术解析
摘要：科技在快速的发展，社会在不断的进步，分析了单脉冲雷达测量误差的
不同来源及其对测量精度的贡献，并给出了误差分类，对于随机误差给出了工程
上常用的减小误差方法。
关键词：单脉冲雷达；测量精度；误差分析；卡尔曼滤波
引言
单脉冲雷达属于一种较为精密测量雷达，通过测量运动目标距离测站的距离
变化和距离变化率，再结合伺服跟踪系统的测角数据，从而完成对目标运行轨迹
测量。
单脉冲雷达在进行距离测量时，很容易受内外因素的影响，导致距离测量
存在较大的误差，会造成目标飞行任务不必要的损失。
因此，为了提升单脉冲雷
达距离的准确性，采用合理的速度测量精度技术是非常必要的，下面就对单脉冲
雷达距离和速度测量精度技术的相关内容，展开分析和阐述。
1单脉冲雷达的主要干扰技术分析
随着电子干扰技术的迅速发展，如今能够对雷达实施干扰的技术非常多，我
们从战术应用角度将其分为常规干扰和非常规干扰两大类。
其中，常规干扰具体
指的是雷达对抗中经常采用的普适性较强的一些干扰方法，其主要干扰原理是有
效降低雷达接收信号的信噪比。
常用的常规干扰技术主要包括阻塞噪声、射频存
储转发干扰和无源干扰等。
雷达抗常规干扰的主要方法是提升雷达的跟踪和探测
性能，比如增加隐身天线、增加发射功率以及采用低截获概率技术等。
非常规干
扰主要是指对采用了特定技术的雷达或者构造、功能比较特殊的雷达实施干扰的
方法和措施。
一般来讲，对特定的雷达进行非常规干扰应当先侦查、收集被干扰
雷达的一些特定信息（比如雷达频率、雷达操作系统等），然后使干扰机在逼真
复现被干扰雷达信号的同时有效控制信号，从而产生虚假现象，通过制造假的雷
达目标回波，让被干扰雷达产生错误的数据和信息。
非常规干扰方法对跟踪雷达
的干扰更为有效，这也是对单脉冲雷达进行干扰时经常采用的方法。
这类干扰技
术主要有距离欺骗、角度欺骗、速度欺骗和自动增益控制欺骗等。
其中，距离欺
骗的特点是利用干扰信号将雷达距离波门从真目标上脱开，以控制、转发或延迟
等有效手段使雷达产生距离假目标。
其干扰原理是通过发送干扰让雷达两个距离
波门中的信号强度不一样，从而干扰雷达的距离分辨能力。
角度欺骗干扰的主要
特点是在单脉冲雷达分辨角内设置两个或以上的干扰源，对单脉冲雷达的角跟踪
系统精度和准确度实施干扰。
速度欺骗的特点是通过发送两个高低不同频移的干
扰信号，从而让雷达速度跟踪波门难以准确测定目标的移动速度。
自动增益控制
欺骗的特点是通过连续不断的干扰使AGC不断进行控制转化，从而造成雷达接收
机工作失常，进而出现跟踪、探测中断或雷达整体性能下降等问题。
2单脉冲雷达距离和速度测量精度技术
2.1热噪声
热噪声是影响单脉冲雷达距离测量准确性的一项重要因素，是导体中的电子
在热激励的作用下，产生不规则运行的状态，进而导致电流瞬间产生起伏的现象。
同时，单脉冲雷达回波信号的检测，以及距离参数的测量，其实就是对噪声中目
标的检测，以及目标运行距离速度的测量。
对于利用脉冲串的积累获取目标多普
勒信息的雷达，那么速度测量的时候，需要根据相关的公式，其公式为：
从单脉冲雷达的角度来说，Be为累积后期的倒数，kf为环路鉴别器误差斜率，并且该斜率一般是与雷达的形式有直接关系。
另外，若是取值为1，S/N为雷达
接收系统输出信噪比，fr为雷达重复率，βn为雷达接收系统等效宽带。
根据该项
工程，若是想减小热噪声就会引起多普勒误差，面对这样的情况，需要提高接收
系统输出信噪比，减小接收系统等效带宽。
2.2发射信号谱线宽度
发射信号相位噪声反映了发射信号的短期稳定度，会引起发射信号谱线展宽，并直接导致回波信号谱线宽度加宽，成为影响目标多普勒频率检测的误差源。
发
射信号谱线宽度可以通过测量得到。
降低发射信号相位噪声可减小谱线宽度，并
减小测速误差。
因此设计低相噪的频率源与降低测速误差密切相关。
2.3抗自动增益控制欺骗的能力分析
自动增益控制欺骗主要是干扰AGC，让其无法正常工作，从而干扰雷达的正
常运行。
但实际中，无论是单脉冲雷达，还是其他雷达，其AGC环路都有一定的
响应宽带。
如果采用较高频率的通/断调制干扰，一般要超过AGC响应带宽。
这时，AGC电压才会随着干扰摆动，但并不会得到合适的固定值。
此时，相位检波
器输出幅度也会出现时大时小的起伏。
这种起伏会导致角跟踪系统的误差出现大
幅度的变化，从而使跟踪发生偏差。
此时，干扰才算生效。
单脉冲雷达的角度跟
踪误差由单个脉冲信号来决定，并非脉冲串包络，因此，接收机自动增益控制的
环路带宽能够设计频率较高的响应宽带，从而响应频率很高的脉冲起伏。
AGC环
路带宽要比伺服带宽大很多。
要想有效干扰AGC环路，必须使通/断调制频率超
过AGC环路带宽，确保其频率远远高于伺服带宽的截止频率。
但是，这样操作会
引起相检输出幅度起伏不定，从而不能进入伺服环路，伺服环路只能响应其平均值，并会引起频率对冲，更不会导致跟踪偏差。
2.4卡尔曼滤波
在采用速度测量精度技术的时候，利用卡热曼滤波算法进行展开。
虽然随机
误差具有一定的随机特性，无法预先知道其准确参数值，降低其误差。
但是可以
根据单脉冲雷达分布的特性，采取相应的数据处理，在一定程度上降低随机误差值。
同时，利用卡尔曼滤波对距离和速度测量值可以进行处理。
在处理的时候，
可以将k时刻目标的相对距离设为Rk，并且相对速度为vk，相对加速度为αk，
那么时间间隔为△T，系统状态的方程公式为：Xk=F·Xk-1+Γ·αk-1式中：Xk= 根据这个算法，可以获得状态估计向量，其中主要包括了相对距离和速度估
计值，以此降低误差的产生。
利用卡尔曼滤波方式的时候，可以有效提升测量精度，其效果是非常明显的。
2.5接收机延时变化引起的误差
在接收机中频放大器的电路中一般都存在信号延时，其大小和中频放大器的
带宽、选用的滤波器特性有关。
由电路产生的延时一般是一个常数，可以通过零
距离校正把它消除。
但电路中元器件的性能变化会使延时发生变化，从而使距离
测量产生误差。
延时变化造成的误差一般比较小。
只要将固定延时误差校准补偿
掉就可以满足系统要求。
结语
综上所述，本文对单脉冲雷达测距测速原理简单介绍，并且针对测量误差产
生的原因简要分析，提出了相应速度测量精度技术的相关内容，例如：真实速度
向量计算、卡尔曼滤波、速度量误差修正等方面，其目的就是保证单脉冲雷达距
离测量的准确性，提升单脉冲雷达的测距测速精度，从而提升单脉冲雷达测轨精度，对其相关行业的发展，也是非常有利的，可以实现良好的经济效益。
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