一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114265051A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111605401.6(22)申请日2021.12.25(71)申请人中国电子科技集团公司第十四研究所地址210039江苏省南京市雨花台区国睿路8号(72)发明人王剑书尹锦荣尹奎英刘川(74)专利代理机构北京铸成博信知识产权代理事务所(普通合伙)16016代理人张广宇(51)Int.Cl.G01S13/42(2006.01)G01S7/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法(57)摘要脉冲多普勒雷达是现代雷达的一种重要体制，广泛应用于检测地面、海上、空中、空间甚至地下的目标，在军事、遥感、空中交通管制、舰船安全和天文等领域均发挥着重要的作用。为了提高探测威力，脉冲多普勒雷达往往设计为多脉冲重复频率（PRF）模式，不同PRF的帧具有不同的距离盲区，这就导致目标可能并不会被连续的帧观测到，此时若使用质心法进行测量，可能会造成较大的误差。另外，当两个目标在距离与方位上接近时，使用质心法进行角度测量也会有较大的误差。本发明对目标幅度的比值与角度偏差建立精确一一对应的表格，并提出查表角度计算的方法，针对应用中的常见问题提出对应的策略，可以获得更小的误差，提高脉冲多普勒雷达的角度测量精度。CN114265051ACN114265051A权利要求书1/2页1.一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法，其特征在于：步骤一：建立角度偏差表，将天线的角度偏差与对应天线方向幅度增益比值的对应关系建成表格：（1）：假设雷达天线的一维方向幅度增益为，其中为该维度上的角度，记3dB波束宽度为，该雷达使用均匀的帧角度间隔记为；（2）：在主瓣宽度范围内，，建立角度与幅度一一对应的表格，假设建立表格的角度点数为，令，则对于角度，分别计算对应的增益比，（1）；（3）：令与，将幅度与角度偏差一一对应，制成角度偏差表并存储；步骤二：角度计算，根据两帧检测到的目标的幅值，计算其幅度比，再根据建立的角度偏差表，寻找该幅度比对应的角度偏差，最后根据角度偏差估计出目标的真实角度：（4）：假设该雷达有连续两帧检测到一个目标，记真实角度为，其帧角度分别为与，幅度分别记为与，则幅度比为：（2）；（5）：基于角度偏差表，根据的值在中选择最接近的2个值，分别记为与，其中，同时记录对应的频率偏差，分别记为与；（6）：通过线性插值的方式估计角度偏差：（3），进而根据第一个帧角度进行偏差补偿，得到目标角度的估计值：（4）。2.如权利要求1所述的一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法，其特征在于：由于脉冲多普勒雷达的不同帧有不同的距离盲区，存在不连续帧检测到目标的情形，对于不连续的两帧，则将帧角度间隔增大为该两帧的角度间隔进行建表。3.如权利要求1所述的一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法，其特征在于：对于多帧检测到目标，将检测到目标的多帧数据搜集在一起进行处理，假设该目标被帧检测到，对应的帧角度分别为，幅度分别记为，则幅度比为：（5）式中，，分别对使用对应的角度偏差表，进行角度测量，测量结果记2CN114265051A权利要求书2/2页为，然后取其加权和可得该目标角度的估计值：（6）式中，为权系数。4.如权利要求3所述的一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法，其特征在于：根据测量精度进行加权时，对于理论精度较高的估计量分配较大的权值，假设测量结果的精度分别为，令，，则估计结果为：（7），假设两两独立，则该角度估计值的精度为（8）。5.如权利要求4所述的一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法，其特征在于：当两个目标角度上接近时，记测量值为与，对应的精度分别为与，计算的精度为：（9）若满足下列条件：（10）式中，即当与的绝对差在测得精度的倍范围内，则认为测量值与属于一个目标，则为这个目标角度的估计值，否则测量值与不属于一个目标。3CN114265051A说明书1/8页一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法技术领域[0001]本发明属于雷达探测领域，具体涉及一种脉冲多普勒雷达比幅测角方法。背景技术[0002]脉冲多普勒雷达是现代雷达的一种重要体制，广泛应用于检测地面、海上、空中、空间甚至地下的目标，在军事、遥感、空中交通管制、舰船安全和天文等领域均发挥着重要的作用。对感兴趣目标的空间方位探测是脉冲多普勒雷达的重要任务之一，目前常用的方法包括波束转换技术、单脉冲技术、质心法（幅度加权）等。在雷达的搜索模式中，质心法是常用的一种角度测量方法，当一个目标被多个连续的波束（多帧）检测到，则对多帧的角度按照检测目标的幅度进行加权，则可以获得该目标较为精确的角度。然而，为了提高探测威力，脉冲多普勒雷达往往设计为多脉冲重复频率（PRF）模式，