单脉冲和差波束测角的精度研究
基于自适应单脉冲的卫星角度测量方法
基于自适应单脉冲的卫星角度测量方法顾学军;潘点飞【摘要】针对干扰对卫星角度测量的影响,提出自适应单脉冲角度测量方法.该方法将数字单脉冲与自适应数字波束形成方法有效结合,通过增加约束矩阵,使其在有效抑制干扰对测角影响的同时,保持单脉冲比曲线不发生畸变.理论分析与仿真结果表明,该方法具有更好的抗干扰性能,且测角测量的精度与准确度更高.【期刊名称】《航天电子对抗》【年(卷),期】2015(031)001【总页数】4页(P44-47)【关键词】自适应单脉冲;角度测量;和差波束;阵列天线【作者】顾学军;潘点飞【作者单位】中国人民解放军63637部队,甘肃酒泉732750;中国人民解放军63637部队,甘肃酒泉732750【正文语种】中文【中图分类】TN973.2+1;TN82在各种卫星角度测量方法中，单脉冲测角方法以其实现简单、精度高、稳健性好等优点在实际系统得到了广泛的应用。
但基于多喇叭天线或者多馈源照射反射面的传统单脉冲测角方法，难以满足测控、雷达、电子侦察等领域对多目标同时观测的需求，且存在结构复杂、抗干扰能力差等不足。
这是因为，当同时形成多个波束时，需要复杂的馈源结构构成单脉冲跟踪网络，导致其插损大、效率低[1]。
而数字单脉冲技术通过数字波束形成的方法实现和、差波束，具有波束灵活可控、便于实现多个目标的同时测量跟踪等优点。
数字单脉冲的和差波束形成加权方法主要有四种：直接和差加权方法[2]、半阵法、对称取反法以及四指向和差法[3]。
Chou[4]采用模拟与数字相结合的多波束形成方法，该方法只适用于阵元数目不是太多的小型阵列。
文献[5]与[6]采用子阵级和差多波束形成方法，实现对大型阵列的降维处理，通过阵元级与子阵级和差联合优化逼近，提高大型阵列波束形成性能。
上述和差多波束形成方法主要针对无干扰或者旁瓣干扰情况，当存在主瓣内干扰时，和差多波束形成方法将更加复杂[7-8]。
本文采用数字单脉冲的角度测量方法，通过数字加权实现对卫星角度的测量跟踪；针对干扰对角度测量的影响，提出自适应和差波束形成方法，以抑制干扰的影响，提高卫星角度测量的精度。
单脉冲和差测角ppt课件
雷达测角的基础是电波在均匀介质中传 播的直线性和雷达天线的方向性。天线的方 向性可用其方向性函数或根据方向性函数画 出的方向图表示。但方向图的准确表达式往 往很复杂，因而常采用简单函数来近似，常 用的有余弦函数、高斯函数、辛克函数。方 向图的主要技术指标是半功率波束宽度θ以 及副瓣电平。
★★★★★ 雷达对抗原理
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★单脉冲和差测角原理
1、雷达测角的基础： 电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线
的方向性 2、分类：
测 角
振幅法
方
法
相位法
等信号法 最大信号法
2
★单脉冲和差测角原理
3、原理
（1） 如图所示，若目标处在两波
束的交叠轴OA方向，则两波束收到的
信号强度相等，否则一个波束收到的
9
10
11
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13
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17
18
0.2050 0.2270 0.2488 0.2704 0.2916 0.3126 0.3333 0.3537 0.3738 0.3935
19
20
0.4128 0.4318
8
★★单脉冲和差测角仿真
2、仿真分析
由于最大单值测角范围为有限，因此只选择在
[-20，20]范围内的数据
在等信号轴附近差信号及和信号可近似表示为 归一化和差值为
Δ/∑由于正比于目标偏离θ0的角度θt，故可用它来
判读的大小及方向
6
★★单脉冲和差测角仿真
1、仿真图形
两个响应
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
和差波束测角的限制条件
和差波束测角的限制条件和差波束测角技术是一种常用的雷达测角技术，其原理是利用多个天线接收到目标信号时产生的相位差和幅度差来计算目标的方位角和俯仰角。
该技术有许多优点，如测量精度高、抗干扰能力强、在复杂环境下工作稳定等，因此被广泛应用于航空、航海、军事等领域。
然而，和差波束测角技术也存在一些限制条件，下面将详细介绍。
1.系统复杂度：和差波束测角系统由多个天线阵组成，需要进行精确的相位和幅度校准。
此外，还需要进行复杂的信号处理来计算目标的方位角和俯仰角。
因此，系统的设计和调试需要较高的技术水平和投入。
2.频率选择：和差波束测角系统的性能与工作频率密切相关，需要根据具体的应用场景选择合适的工作频率。
在频率选择上，需要考虑信号的传播特性、天线的尺寸和阵列结构等因素，这对系统的设计提出了较高的要求。
3.目标特性：和差波束测角技术对目标的特性有一定要求，主要包括目标的辐射特性、信号的带宽和功率等。
对于一些特殊类型的目标，如低截获目标、小目标和非合作目标等，和差波束测角技术的适用性会受到一定的限制。
4.环境干扰：在复杂的电磁环境中，和差波束测角技术会受到一定程度的干扰，如多径效应、天气影响、信号反射等。
这些干扰因素会影响系统的性能和测量精度，需要通过合适的信号处理算法来进行补偿。
5.测量精度：和差波束测角技术的测量精度受到多种因素的影响，如信号的噪声水平、天线的指向误差、系统的非线性等。
在实际应用中，需要采取一些校准和校正措施来提高测量精度，这增加了系统的复杂度和成本。
6.数据处理：和差波束测角技术需要进行复杂的信号处理和数据处理，以提取目标的方位角和俯仰角信息。
这涉及到信号采集、数据解调、滤波和处理算法等多个环节，需要进行高效的实时处理。
因此，在实际应用中，需要考虑处理速度和计算资源的限制。
7.对多目标处理：在多目标环境下，和差波束测角技术需要能够有效地识别和跟踪多个目标，并提取它们的方位角和俯仰角信息。
因此，需要考虑多目标处理算法和系统的处理能力，以确保系统在复杂环境下能够有效地工作。
基于数字阵列雷达的单脉冲测角技术研究
… ｅ
］ ｅ
展 开式 （ １ ） ， 接 收信 号 是 一个 Ⅳ×１ 维 的矩 阵 ， 即
ｍ
… ｅ
一
ｒ ．因此 ， 和
（ Ｓ ｉ ｎ ０ ＿ ｓ ｉ ｎ ） （ ３ ）
系统 结 构 出发 ， 给 出了２ 种 数 字 和 差 单 脉 冲 的 测
角原理 ， 比较 了 白噪声 和 阵元 通 道 幅 相误 差 对 ２
． ． ．
．．．
．
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－ｊ ２ ￣Ｎ
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１ ０ ） ｄ ｓ ｉ ｎ
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． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． — —，．ຫໍສະໝຸດ ．．．．．．．．．
∑ ： ［ １ ｅ
１ 阵列信号模型
如图１ 所示 ， Ⅳ 单 元 均 匀 线 阵模 型 ， 天 线 阵
元间隔 ｄ， 经 过 数 字 下 变 频 和 中频 Ａ Ｄ采 样 后 接
， ，
ｌ ｓ ｉ ｎ （
（ ｓ ｉ ｎ ０ 一 ｓ ｉ ｎ ０ ） ） ／ ｓ ｉ ｎ （ （ ｓ ｉ ｎ ０ 一ｓ ｉ ｎ ０ ） ） ｌ
价值．
关键词： 数 字阵 列 雷达 ； 数 字波 束 形成 ； 单 脉 冲测 角 中图 分类 号 ： Ｔ Ｎ ９ ５ ７ 文献 标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ： ２ ０ ９ ５ － ５ ８ ３ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ １ ８ ４ ． ０ ４
自适应和差波束形成与单脉冲测角研究_韩彦明
式中 : ζ u =P u/σ 为阵元上的干噪比 , P u为干扰功率 。 自适应阵列的信干噪比增益为 S I N R o G =N ( 1 +ζ S I N R = u) S I N R i 下面考察和波束的方向图 ( 11)
R =k λ uu +σ k= uu =1 M+ 1
AS t u d y o nA d a p t i v eS u ma n dD i f f e r e n c e B e a mf o r mi n ga n d Mo n o p u l s e A n g l e E s t i m a t i o n
H A NY a n m i n g , C H E NX i x i n ( 1. M i l i t a r y D e l e g a t i o no f A i r f o r c ea t H u n i n gR e g i o n , N a n j i n g 210039, C h i n a ) ( 2.N a n j i n g R e s e a r c hI n s t i t u t eo f E l e c t r o n i c s T e c h n o l o g y , N a n j i n g210039, C h i n a )
H 2 H H
( 3)
( 4)
— 44 —
· 信号
2
/ 数据处理 ·
韩彦明 , 等 : 自适应和差波束形成与单脉冲测角研究
2 2 2
2010, 32( 12)
式中 : σ 为阵元上的噪声功率 ; ζ {α } /σ 为阵 t=E 元上的信噪比 ( S N R ) 。式( 4) 的推导利用了式 ( 1) ,其 中静态权向量采用均匀幅度权 , 因此 s s 。 = 下面我们考察因子 sR s 。对 R 进行特征值分 解
单脉冲和差测角
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★单脉冲和差测角原理
1、雷达测角的基础： 电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线 的方向性 2、分类：
测 角 方 法 等信号法
振幅法
最大信号法
相位法
★单脉冲和差测角原理
3、原理 （1） 如图所示，若目标处在两波 束的交叠轴OA方向，则两波束收到的 信号强度相等，否则一个波束收到的 信号强度高于另一个，故常称OA为等 信号轴。当两个波束收到的回波信号 相等时，等信号轴所指的方向即为目 标方向。若目标处在OC方向，波束2 的回波比波束1的强，处在OB方向 时，则与之相反。因此比较两个波束 回波的强弱就可以判断目标偏离等信 号轴的方向，并可用查表的方法估计 出偏离等信号轴的大小。
在等信号轴附近差信号及和信号可近似表示为 归一化和差值为
Δ/∑由于正比于目标偏离θ0的角度θt，故可用它来 判读的大小及方向
★★单脉冲和差测角仿真
1、仿真图形
1 0.9 0.8 0.7 0.6 1
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -150
两 波 束 的 方 向 图
-100 -50 0 角度 50 100 150
0.8 0.6 0.4 0.2
两个响应
差波束
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -150
差 波 束 响 应
-100
-50
0 角度
50
100
150
1
1.5
0.8 0.6 0.4 0.2
0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -150
和波束
波 形
1
和 波 束 响 应
Δ/∑-θ
/
单脉冲和差波束测角的精度研究_方棉佳
有较好的 测 角 精 度 和 性 能 ， 但在实际系统中各种 因素也使 得 实 际 测 角 精 度 会 有 较 多 偏 差 ， 对于该 系统的实际角跟踪 精 度 误 差 原 因 分 析 和 指 标 计 算 还需要深入研究 。
＊
；修回日期 ： 收稿日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ３ ０ ５ ２ ０ １ ３ ０ ８ ０ １ － － － －
１］ ， 跟踪雷达中单脉冲自动跟踪是常用的方法 ［ 它具
２ 单脉冲测角原理
［ ］ ２４ 快速 在 火 控 雷 达 和 精 密 跟 踪 雷 达 系 统 中 － ， 连续的提供若干目 标 的 精 确 坐 标 位 置 是 系 统 的 基
本任务 。 自动测角系 统 能 够 使 得 天 线 自 动 跟 踪 目 标， 同时将 目 标 的 坐 标 数 据 经 传 输 系 统 送 到 计 算 机进行处理 。
： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ２ ３ ３ ７． ２ ０ １ ３． ０ ６． ０ １ ５ ． ｉ ｓ 和差波束测角的精度研究
方棉佳 ，吕 涛
（ ） 空军装备研究院雷达所 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ ５
＊
测角精度的好坏将关系到雷达对作战目 摘 要 ：精 密 跟踪 雷达中 单 脉冲 测 角 是 一种 重要的 技术体制 ， 给出了各种噪声影响的 标 的 跟踪 性 能 。 对 于 影响 系统测 角 误差 的 诸 多 因素 展开 了 较 为 全 面 的 分 析 与 研 究 ， 测 角 误差 数 学 模型 。 并在此基础上 对 测 角 精度 有 影响 的 接收 机 热 噪 声 、 目标振幅起伏噪声、 目标角噪声、 伺 服 系统 噪声 和 多 径 传 播 噪声 等 因素 进 行了 梳 理 、 仿真 ， 通过 仿真 结 果 给 出 了 相 互 影 响 关 系 ， 文章的结论对于 该 类 系统 的 设计与 使 用 有 一 定 的指 导 和 帮助 作 用 。
单脉冲测角技术
＿ ， （ 鲁 ）
这里 叫做误 差 电压 ， 包含全 部的角误差 信息 ， 通过 映射 波瓣法利用 两波束 交替 出现 ， 或 只要其 中一个 波束 ， 使 它绕 等 函数则可 以将其转化为角度 的形式 ， 这个 映射函数就称 为单脉 信号轴旋转 ， 波束便按时间顺序在 １ ， ２位 置交替 出现 。单脉 冲 冲 比曲线 ， 它是通 过两个 接 收波瓣 函数 的 比例 形式来 定义 的 ， 法则使用两套一 样 的接收 系统 同时工作 。它们都 是属 于等信 波瓣 函数代表 目标在角范 围的天线实 际响应 。 号法 ‘ 。圆锥扫描法属于最大信号法 ， 天线 波束 围绕 等强线锥 Ｆ ： 形旋转 。当 目标偏 离其 等 强线 时 ， 接 收机 收 到一 个调 幅 信号 ｌ 的， 由此计算出 目标的偏离值 。然后将接 收机输 出的偏离大小 站在结构 的层 面上 ， 其核 心算 法的工程实现顺序 由以下三 大部分一 次组 成 ： 角度传感 器 、 变换 器及 角度 鉴别器 Ｊ 。第 一 的误差值 ， 送 到伺 服控 制电路 ， 使天线对准 目标 。 单脉 冲雷达有很 多其 他雷 达无法 比拟 和企及 的优 势 。首 当其 冲的 当属其测量精度 ， 其之所以能达到 如此高 的测量精度 与其工作原理是分 不开 的。我们知 道单 脉 冲雷达不 会随 着 目 标 回波 幅 度 的 起 伏 变 化 而 变 化 ， 而其 他类 型的雷 达 比如 ： 圆 锥 扫描雷达却会随着随着 目标 回波 幅度 的起 伏 变化 而发生 相应 的变化 ， 从而产 生 了一 种 附加 的调 制误差 。同时 ， 其 角跟踪 精 度也是相 当的可 观 ， 一 般是 圆锥扫描 雷达相应 参数 的 ２倍 ， 具 体指标可以达到波束宽度 １ ／ １ ０ ０左右 。其 次 ， 单 脉冲雷达 抵抗 外界 干扰 的能力也是 相 当突 出。例 如 圆锥 扫描 雷达会 受 到 回 答式调幅信号的严重 干扰 ， 甚 至可 以说 是致命 的， 之 所 以这 么 说是 因为干扰 机收到相应的雷达信号后 ， 通过虚 假调制这 一流 程后会再 次将 其转 发出去 ， 从而导致 雷达角跟踪 系统产生 不可 以弥补的错误 信息 接收 。而 这些影 响和 担心 于单脉 冲雷 达而 言就不存在 了 ， 因为其工作原理决定 了其 可 以不受 任何 回答 式 调幅干扰 。同时 ， 对 于人为 的干扰 和 自然 的干扰 ， 它都 可 以在 最大程度上给予 消 除 ， 以保 证其 高 居不 下 的抵抗 外 界 干扰 的 能力 。 ２ Ｏ世 纪 ４ ０年代后 期 开始萌 发 了单 脉 冲雷达 这 一新 型技 术， 至此 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 ， 因其高精度 的指标更是满 足 了许 多 精确 制导武器 的迫 切和苛刻的需求 。大多 数情况而 言 ， 距离 方 面上的超高分辨率 很多都是依赖于脉 冲串的相参合成 、 处理来 实现 的 ， 如脉 冲线性 调频雷达 、 频 率步进雷达等 ， 而精确 的测 角 则往 往使 用文中的此项技术 。 二、 单 脉 冲技 术 测 角 原 理 我们知道 雷达 系统通常会 依赖脉 冲压缩 这一技术 来达 到 增强 其测距精 度 ， 而 同时测角精度 的增 强又依赖 于单脉 冲这一 技术 。单脉冲技术把 同一面 上的两 个波束 分别 接收 到的各 自 回波做详 细的具体对 比 ， 即可得 到测量 目标 的角误 差信 号 ， 由 于两个波束在接收时间上几乎是一致 的， 所 以由此得到 的信 号 在时间上是非 常短 的 ， 因此 由一个 回波脉 冲就 可 以确定 角 误
自适应和差波束形成与单脉冲测角研究
（ ．Ｍｉｔｒ Ｄ ｌ ａｉ ｆ ｉｏｃ ｔ ｕｎｎ ｅｉ ， Ｎ ｎｉｇ２ ０ ３ Ｃ ｉａ １ ｌａｙ ｅ ｇｔ ｎｏ ｒ ｒｅａ －ｉｇＲ ｇｏ ａｊ １０ ９， ｈｎ ） ｉ ｅ ｏ Ａｆ Ｈ ｎ ｎ （ ．Ｎ ｎｉ ｅｅｒｈＩｓ ｔｔ ｏ Ｅｅｔ ｎｃ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ Ｎ ｎｉｇ２ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ２ ａｊ ｇＲ ｓａｃ ｔｕｅ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｊ １０ ９ ｈｎ ） ｎ ｎｉ ｒ ｓ ｏ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ Ｓ ｍ— ｉ ｅ ｅ ｃ ｎ ｐ ｌｅ ａ ｇｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｉ ａ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｗｉ ｅｙ ｕ ｅ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｅ ａ ｇ ｅ ｏ ａ ａ ａ ｇ ｔ ｈ — ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｕ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｍｏ ｏ ｕｓ ｎ ｌ ｓｉ ｉ ｓ ｅ ｈ ｉ ｕ ｄ ｌ ｓ ｄ ｔ ａ ｕ ｅ ｔ ｎ ｌ ｆｒｄ ｔ ｅ ．Ｔ ｅ ａ ｍａ ｏ ｈ ｒ ｒ ｄ ｐ ｉｅ ｓ ｍ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅ ｂ ａ ｏｍｉｇ ａ ｅ ｅ ｐ ｏｅ ｏ ｓ ｐ ｒ ｓ ｈ ｎｅ ｆｒ ｎ ｅ ，ｈ ｗ ｖ ｒ ｈ ｎ ｔ ｅ ｅ ａｅ ｔ ｅ ｅ ｔｒ ａ ｓ ｏ ｇ ａ ｔ ｕ ａ ｄ ｄ ｆ ｒ ｃ ｅ ｍｆ ｒ ｎ ｒ ｘ ｌ ｒｄ ｔ ｕ ｐ ｓ ｔ ｅ ｉ ｔｒｅｅ ｃ ｓ ｏ ｅ ｅ ，ｗ ｅ ｈ ｒ ｒ ｈ ｘｅ ｎ ｌ ｔ ｎ ｖ ｆｅ ｅ ｒ
验证了这一点。
关键词 ： 单脉 冲测角 ； 自适应 波束形成 ； 和波束 ； 差波束
Ａ ｔ ｄ ｎ Ａｄ ｐ ｉ ｅ Ｓ ｍ ｎ ｆｅ ｅ ｃ ａ ｏ ｍ ｉ ｇ ａ ｄ Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｔ ｕ ａ ｄ Ｄｉ ｒ ｎ ｅ Ｂｅ ｍｆ ｒ ｎ ｎ ｖ
极化阵列雷达单脉冲测角方法研究_黄艳刚
， 据悉利用极化
［Байду номын сангаас３］
。国内外研究表
］ ］ ４ ５ ６ ７ － － 、 、 明， 极化 阵 列 雷 达 在 抗 干 扰 ［ 目 标 识 别［ 成
。其主 技术不用明确地区 分 为 “ 比 幅” 还是“ 比 相”
＊
；修回日期 ： 收稿日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ８ ０ ９ ２ ０ １ ４ ０ １ ０ ７ － － － －
： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ ２ ３ ３ ７． ２ ０ １ ４． ０ ２． ０ １ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ６ ７ ２ － ｊ
极化阵列雷达单脉冲测角方法研究
黄艳刚 ，徐振海 ，戴 崇 ，熊子源
＊
（ ） 国防科技大学电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室 ，湖南长沙 ４ １ ０ ０ ７ ３ 是 当 前 先 进 体 制 雷 达 研 究 的 热 点。 摘 要 ：极 化 阵 列雷达 兼 具阵 列雷达 的 优 势 和 极 化 信 息 处 理 能 力 ， 研 究 了 极 化 阵 列雷达 单 脉冲 测 角 的问题 。 在 明确 雷达 采 用 的 天 线 结 构 的 基 础 上 ， 建立了极化阵列雷达接收 信号 模型 ， 提出 了 基 于 极 化并 联 的 单 脉 冲 测 角 方 法 ， 分 析 了 该 方 法 测 角 性 能， 给出了测角性能与 Ｓ Ｎ Ｒ 及回 波 极 化 角 的 关 系 。 通过 仿 真 验 证 了 方 法 的 有 效 性 ， 研 究 表 明： 极化阵列雷达单脉冲测角性能优于任意单 （ 同） 极 化 阵 列雷达 ， 且 测 角 性 能 与 回 波 极 化 状 态无关 。
［ １］
科大徐振海研究证 明 极 化 敏 感 阵 列 在 滤 波 、 检 测、
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。
[工程科技]单脉冲雷达测角的论文-精品文档
![[工程科技]单脉冲雷达测角的论文-精品文档](https://img.taocdn.com/s3/m/e1f870fcb9f3f90f77c61b24.png)
摘要摘要测角即是测定目标的俯仰角和方位角，它是目标定向、精确制导的重要组成部分。
和差单脉冲测角由于其快速性、精确性而获得了广泛应用。
运用信号处理理论与MATLAB仿真软件相结合的思想进行测角仿真，不仅能够提供方便快捷的运算，还能获得很好的精确度。
本文首先建立了仿真信号模型，分析了天线方向图，仿真得到了二维和三维的天线和差波束方向图；其次对几种常见的测角方法、单脉冲系统的实现形式进行了介绍；最后综合前几章的内容，在不同环境条件下对系统进行了测试分析。
得到了目标的角度误差曲线。
关键词：和差波束，测角，雷达信号，天线方向图IABSTRACTABSTRACTAngle measurement is to measure the azimuth and elevation angle of the detected targets, it’s a crucial part of target direction-finding and precision guiding. Sum and difference monopulse radar is widely used for its short information acquisition time and high angle measurement precision. The combination of signal processing theory and MATLAB simulation software can produce efficient operation as well as good accuracy.Firstly, this dissertation studies the model of signal environment, analyzes the radar antenna model, and simulates the 2-D and 3-D sum and difference antenna patterns. Secondly, several commonly used target angle-tracking methods as well as realization of monopulse system is introduced. Finally, tests are carried out on the system in presence of different errors and error curve is obtained.Keywords: sum and difference beam, angle measurement, radar signal,antenna patternII目录第一章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2MATLAB在信号处理中的应用 (1)1.3主要工作及章节安排 (2)第二章信号环境的建模与仿真 (3)2.1角度测量处理模型 (3)2.2常用雷达信号 (3)2.2.1 线性调频信号 (3)2.2.2 相位编码信号 (5)2.3回波信号 (6)2.4噪声及杂波信号 (8)2.4.1 雷达目标噪声 (9)2.4.1.1 幅度噪声 (9)2.4.1.2 角噪声 (9)2.4.1.3 距离噪声 (9)2.4.2 发射和接收噪声 (10)2.4.2.1 发射机噪声 (10)2.4.2.2 接收机噪声 (10)2.4.3 杂波及干扰信号 (10)2.4.3.1 杂波信号 (10)2.4.3.2 干扰信号 (10)2.5本章小结 (11)第三章雷达天线 (13)3.1天线参数 (13)3.1.1 方向性增益 (13)3.1.2 功率增益 (13)3.1.3 天线辐射方向图 (14)3.2天线方向图数学模型 (14)3.3天线和差波束方向图 (16)3.3.1 和波束性能 (16)III3.3.2 差波束性能 (17)3.4三维天线建模 (18)3.5本章小结 (22)第四章测角方法及其比较 (23)4.1相位法测角 (23)4.1.1 基本原理 (23)4.2振幅法测角 (27)4.2.1 最大信号法 (28)4.2.2 等信号法 (30)4.3和差脉冲测角 (33)4.3.1基本原理 (33)4.3.2 单平面振幅和差单脉冲测角 (36)4.3.3 双平面振幅和差单脉冲测角 (37)4.4本章小结 (37)第五章仿真测角系统设计与测试 (38)5.1角度敏感器和角信息变换器 (38)5.1.1幅度敏感系统 (38)5.1.2.相位敏感系统 (39)5.1.3幅相组合敏感系统 (40)5.2角信息变换器 (40)5.3角度鉴别器 (40)5.4基本实现形式 (41)5.4.1 幅度—幅度单脉冲系统 (41)5.4.2 和差单脉冲系统 (41)5.5单脉冲系统的变化实现形式 (42)5.5.1 误差通道合并双路单脉冲系统 (43)5.5.2 和差通道合并双路单脉冲系统 (43)5.5.3 幅相组合双通道单脉冲系统 (43)5.6解角误差 (44)5.7仿真系统功能概述 (47)5.7.1 仿真场景设定子系统 (47)5.7.2 仿真数据获取及分析子系统 (49)IV5.8仿真测角系统的测试 (49)5.8.1 仿真参数设置 (50)5.8.2 仿真结果 (51)5.8.3 仿真结果分析 (52)5.9本章小结 (55)第六章全文总结 (56)参考文献 (57)致谢 (58)外文资料原文 (59)外文资料译文 (69)V第一章引言第一章引言1.1课题背景对目标的定向，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。
基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度研究
基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度研究甘明【摘要】测角算法为移动平台间的定向通信提供了保证，因此，重点研究了基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度，分析了影响测角精度的若干因素，并提出了保障测角精度的措施。
最后，仿真分析了测角精度的若干影响因素，仿真结果与分析一致，并验证了保障测角精度措施的有效性。
%Angle measurement algorithm guarantees the beam communication among mobile platforms. Therefore,a re⁃search was conducted on the precision of monopulse angle measurement based on phased array antenna. The factors influencing the angle measurement precision were analyzed,and the measures to guarantee the precision were provided. Finally,the simula⁃tion was carried out to analyze the factors affecting the angle measurementprecision,which was conform to the theoretic analy⁃sis,and the measures to guarantee the precision were validated to be effective.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】5页(P89-93)【关键词】定向通信;相控阵天线;和差波束;单脉冲测角;测角精度【作者】甘明【作者单位】中国西南电子技术研究所，四川成都 610036【正文语种】中文【中图分类】TN82-340 引言移动通信的不断发展，通信系统对通信距离和范围的要求越来越高。
和差波束测角的目标角度偏向判断方法
China Computer & Communication和差波束测角的目标角度偏向判断方法李 波1,2（1.中国电子科技集团第三十八所，安徽 合肥 230088；2.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088）摘 要：针对和差波束比幅测角得到的目标角度出现多值问题，通过仿真分析，给出了和差波束比幅测角得到的目标角度相对于主波束指向偏向的判断方法。
该方法简化了确定目标偏向的计算过程，提高了计算效率，并在工程实现中进行了应用验证。
关键词：和差波束；比幅测角；目标偏向中图分类号：TP391.41；TP183 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）06-049-04Sum and Difference Beam Angle Measurement of the Target Angle DeviationJudgment MethodLi Bo1,2(1. No 38 Research Institite of China Electrlics Technology Grop Corporation, Hefei Anhui 230088, China; 2. Key Laboratory ofAperture Array and Space Aplication, Hefei Anhui 230088, China)Abstract: Aiming at the multi-value problem of the target angle obtained by measuring the angle of then subcomponent of the sum and difference beam ratio,a method of judging the target angle obtained by measuring the angle of the sum and difference beam ratio relative to the direction deviation of the main beam is given through simulation analysis.This method the sign of the imaginary part of the conjugate product of difference beam and sum beam to determine the deviation of the target angle relative to the direction of the main beam,the calculation process of determining the target deviation is simplified and the calculation efficiency improved,the application is verified in the engineering implementation.Key words: sum difference beam; amplitude comparison angle measurement; target deviation０ 引言数字相控阵雷达是一种新型相控阵列雷达的雷达，可以按需求在任意方向形成波束，灵活、精度高并且抗干扰能力强，是现代军事战争中的重要装备[1]。
单脉冲和差测角
★单脉冲和差测角原理
（3）设天线电压方向性函数为F(θ) ，等信号轴OA 的指向为0，则波束1、2的方向性函数可分别写为
θk为与波束最大值方向的倾角 用等信号法测量时，波束1和波束2收到的回波信号 为
θt为目标偏离等信号轴的角度
★单脉冲和差测角原理
对信号进行和差法处理，可获得目标信号的差值 及和值，即
单脉冲和差测角
★单脉冲和差测角原理
1、雷达测角的基础： 电波在均匀介质中传播的直线性和雷达天线
的方向性 2、分类：
测 角
振幅法
方
法
相位法
等信号法 最大信号法
★单脉冲和差测角原理
3、原理
（1） 如图所示，若目标处在两波 束的交叠轴OA方向，则两波束收到的 信号强度相等，否则一个波束收到的 信号强度高于另一个，故常称OA为等 信号轴。当两个波束收到的回波信号
相等时，等信号轴所指的方向即为目 标方向。若目标处在OC方向，波束2 的回波比波束1的强，处在OB方向 时，则与之相反。因此比较两个波束
回波的强弱就可以判断目标偏离等信
号轴的方向，并可用查表的方法估计 出偏离等信号轴的大小。
★单脉冲和差测角原理
（2）天线电压方向性函数
雷达测角的基础是电波在均匀介质中传 播的直线性和雷达天线的方向性。天线的方 向性可用其方向性函数或根据方向性函数画 出的方向图表示。但方向图的准确表达式往 往很复杂，因而常采用简单函数来近似，常 用的有余弦函数、高斯函数、辛克函数。方 向图的主要技术指标是半功率波束宽度θ以 及副瓣电平。
-1 -150
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
50
角度
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矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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（ 空 军装 备 研 究 院 雷 达 所 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ５ ） 摘 要 ： 精 密 跟 踪 雷 达 中单 脉 冲 测 角是 一 种 重要 的技 术体 制 ， 测 角精 度 的 好 坏 将 关 系到 雷达 对 作 战 目 标 的 跟 踪 性 能 。对 于影 响 系统 测 角误 差 的诸 多 因素展 开 了较 为 全 面 的 分 析 与 研 究 ， 给 出 了各 种 噪 声 影 响 的 测 角 误 差 数 学模 型 。并 在 此 基 础 上 对测 角精 度 有 影 响 的接 收 机 热 噪 声 、 目标振 幅 起 伏 噪 声 、 目标 角 噪 声 、 伺 服 系统 噪 声 和 多径 传 播 噪 声等 因 素进 行 了梳 理 、 仿真 ， 通 过 仿 真 结 果 给 出 了相 互 影 响 关 系 ， 文章 的结论对 于
该 类 系统 的 设 计 与 使 用有 一 定 的指 导 和 帮 助 作 用 。 关键词 ： 跟踪 雷达 ； 测 角误 差 ；和 差 波 束 ；单脉 冲 中图分类号 ： ＴＮ９ ５ ７ ；Ｔ Ｎ９ ５ ８ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ２ ３ ３ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ６ ４ ５ — ０ ５
第 ６期 ２ ０ １ ３ 年 １ ２月
雷 达 科 学 与 技 术
ｍ ａｄａｒ Ｓ ｃｉ ｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ Ｉ ｏｇ ｙ
Ｖ ０Ｌ １ １ Ｎ ｏ ．６ Ｄｅ ｃ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ２Ｏ１ ３
单 脉 冲 和 差 波 束 测 角 的精 度 研 究
方 棉 佳 。吕 涛
１ 引 言
确 定 目标 准 确 空 间位 置 是 雷 达 的重 要 任 务 。 在 大多 数场 合 ， 雷达 不 仅 要测 定 目标 的距 离 ， 还 需
要 测 定 目标 的 角 度 ， 即 测 定 目标 的 角 坐 标 ， 其 中 包
２ 单 脉 冲 测 角原 理
在火控 雷 达 和精 密 跟 踪 雷 达 系统 中 ］ ， 快 速
（ Ｒ ａ ｄ ａ ｒ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ， Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ５ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｍ ｏｎ ｏｐｕ ｌ ｓ ｅ ａｎ ｇｌ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍ ｐｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ ｆ ｏｒ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎｇ
ｒ ａ ｄ ａ ｒ ． Ｒａ ｄ ａ ｒ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｗｉ ｌ ｌ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ． Ｔｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ０ ｎ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ａｎ ｇ ｌ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ Ｍｏ ｎ ｏ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ Ｓ ｕ ｍ‘ Ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｂｅ ａ ｍｓ
ＦＡＮＧ Ｍｉ ａ ｎ — ｊ ｉ ａ ．ＬＶ Ｔａ ｏ
连续 的提供 若 干 目标 的精 确 坐标 位 置 是 系 统 的基
本 任 务 。 自动测 角 系统 能 够 使 得天 线 自动 跟踪 目
பைடு நூலகம்
括 目标 的方 位角 和 高低 角 （ 仰角） 。雷 达测 角 的性 能 包含 测角 范 围 、 测角速度、 测 角精 度 和角 分 辨 率 等， 准确 度 与 测 角 误 差 是 其 中 极 为 关 键 的 指 标 。 它 包括 雷达 系统 本 身调 整 不 良引起 的 系统 误 差 和 由噪声 及各 种起 伏 因素 引起 的 随机 误 差 。在 精 密 跟 踪雷 达 中 单 脉 冲 自动 跟 踪 是 常 用 的 方 法 ｌ １ ］ ， 它