第3章 雷达的方向测量和定位

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第3章 雷达的方向测量和定位
且受环境的影响较小,具有相对的稳定性,因此,辐射
源所在方向是雷达侦察系统中信号分选和识别的重要 参数。 (2)引导干扰方向。在测出威胁雷达方向并且需要 实施干扰的条件下,将干扰发射机能量集中在威胁雷达 方向进行有效干扰。 (3)引导武器系统辅助攻击。根据所测出的威胁雷 达方向,引导反辐射导弹、红外、激光和电视制导等武
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3. 测向系统灵敏度
测向系统灵敏度是指测向系统天线口面上能够正 常测向的最小输入信号功率密度D(单位为dBm/m2)或在
给定测向系统天线增益GR或有效接收面积AR(单位为m2)
条件下的测向接收机灵敏度PRmin(单位为dBm)。二者的 换算关系为 PRmin=D+10lgAR=D+10lg(GRλ2/4π)dBm AR=GRλ2/4π (3―1)
3.1.3 测向系统的主要技术指标
测向系统是侦察机的重要组成部分 , 其技术指标应 满足侦察机的整体战技指标要求 ,并因侦察机的用途、 性能而异。这里仅列出一般测向系统的主要技术指标。 1.测角精度δA和角度分辨力ΔA δA 一般用测角误差的均值和方差来度量 , 它包括系 统误差和随机误差。系统误差是由于系统失调引起的 , 在给定的工作频率、信号功率和环境温度等条件下 ,它
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3.1 概 述
3.1.1 测向的目的 对雷达的方向测量也就是测量雷达辐射的电磁波 信号的等相位波前。雷达侦察系统测量雷达辐射源所 在方向的主要目的有以下5点。 (1)信号分选和识别。在雷达侦察系统的工作环境
中可能存在着大量的辐射源,各辐射源的所在方向是彼
此区分的重要信息之一,
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2) 相位法测向
所谓相位法测向,就是根据测向天线系统侦收同 一信号的相对相位差来确定信号的到达角 ,也可以通过
相位差解调出角度误差信号 ,驱动天线对辐射源实施被
动跟踪。由于相对相位差来源于相对波程差与波长的 比值,而雷达信号的波长较短,相位变化对波程差很灵敏, 因此,相位法测向的无模糊测角范围较小,天线系统较集 中(基线较短)。
号的相对幅度大小来确定信号的到达角。主要的测向
方法有:最大信号法、等信号法和比较信号法等。
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最大信号法通常采用波束扫描体制或多波束体制 ,
以侦收到信号最强的方向作为雷达所在方向。它的优 点是:信噪比较高 ,侦察距离较远 ;缺点是:测向精度较低。 比较信号法通常采用多个不同波束指向的天线 ,覆盖一 定的空间,根据各天线侦收同一信号的相对幅度大小来 确定雷达的所在方向。它的优点是测向精度较高 ,缺点 是系统较复杂。等信号法主要用于对辐射源的跟踪 ,其 测向精度高,但测向范围较小,典型应用于反辐射导弹等。
其平均值作为角度的一次估值 :
^
1 (1 2 ) 2
^
(3―2)
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图3―1 波束搜索法测向的原理
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在搜索过程中 , 侦察波束在雷达辐射源方向具有一
定的驻留时间tr=θr/vr,当tr大于雷达的脉冲重复周期Tr时, 可能接收到雷达辐射的一组脉冲信号。
是一个固定偏差(均值不为零)。随机误差主要是由系统
内、外噪声引起的。角度分辨力ΔA是指能够被区分开 的两个辐射源的最小角度差。
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2. 测角范围ΩAOA、瞬时视野ΩIAOA、角度搜索概率
PA(T)和搜索时间T ΩAOA是指测向系统能够检测辐射源的最大角度范 围,是ΩIAOA指在给定时刻测向系统能够测量的角度范围。 PA(T)是指测向系统在给定的搜索时间T内,可测量出给 定辐射源角度信息的概率。搜索时间T则是指对于给定 辐射源,达到给定搜索概率PA所需要的时间。对于搜索 法测向,ΩIAOA仅对应于波束宽度,ΩAOA则为波束的扫描 范围,PA(T)和搜索时间T取决于双方天线的扫描方式和 扫描参数;对于非搜索法测向,ΩIAOA=ΩAOA,只要侦收信 号功率高于灵敏度,测向系统就可以测定辐射源角度。
在许多情况下 , 雷达天线波束也处于搜索状态。当
其天线旁瓣很低时,只有双方的天线波束互指时,侦察机 接收到的雷达信号功率才能达到检测门限。由于天线 互指是一个随机事件 ,搜索法测向的本质是两个窗口函 数的重合——几何概率问题。为了提高搜索概率,侦察机 必须尽可能地利用已知雷达的各种先验信息 ,并由此制 定自己的搜索方式和搜索参数。
器对威胁雷达实施攻击。
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(4)为作战人员提供威胁告警,指明威胁方向,以便
采取战术机动。 (5)辅助实现对辐射源定位。利用空间多点所测 得的威胁雷达方向、时差等,确定威胁雷达在空间中的 位置。
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3.1.2 测向的方法
1.根据测向原理分类 雷达侦察系统对雷达辐射源测向的基本原理是利 用侦察测向天线系统的方向性 ,也就是利用测向天线系 统对不同方向到达电磁波所具有的振幅或相位响应 ,并 依此分为振幅法测向和相位法测向。 1) 振幅法测向 所谓振幅法测向,就是根据测向天线系统侦收信
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2. 根据波束扫描分类
波束,一般是指天线的振幅响应 ,其中振幅响应最强 的方向称为波束指向。波束扫描是指其波束指向随着 时间的变化。雷达侦察天线的波束扫描方法主要有顺 序波束法和同时波束法。 1) 顺序波束法 顺序波束法测向是通过窄波束天线在一定的测角 范围内连续扫描来测量雷达所在方向的 ,也称为搜索法
测向。它的优点是:设备简单,体积小,重量轻;缺点是:瞬
时视野小,截获概率低,截获时间长。
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2) 同时波束法
采用多个独立波束覆盖需要侦收的空域 , 无需进行 波束的扫描,也称为非搜索法测向。此方法瞬时视野宽, 截获概率高,截获时间短,但设备较复杂。
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3.2 振幅法测向
3.2.1 波束搜索法测向技术 波束搜索法测向的原理如图 3―1 所示。侦察测向 天线以波束宽度θr、扫描速度vr在测角范围ΩAOA内进行 连续搜索。当接收到的雷达辐射信号分别高于、低于 测向接收机检测门限 PT 时, 记下波束的指向 θ1 、 θ2,并以
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