一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法.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CN113917448A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111157347.3(22)申请日2021.09.30(71)申请人中国船舶重工集团公司第七二四研究所地址210003江苏省南京市中山北路346号(72)发明人吴贞宇毕井章熊风周浩秦赟夏厚培(51)Int.Cl.G01S13/66(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法(57)摘要本发明涉及一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法，由阵面倾角和波束扫描范围得到目标仰角门限值，目标仰角值小于仰角门限值时采用和差波束测角方式跟踪，目标仰角值大于仰角门限值时采用目标过顶跟踪方式；过顶跟踪时发射接收均采用多波束形式；补偿雷达平台运动造成的多普勒频移，由杂波最大多普勒频率得到目标径向速度门限值，目标径向速度大于径向速度门限值时通过脉组间频率捷变，脉组内自适应MTI，脉组间积累来实现去杂波和目标回波的检测；径向速度小于径向速度门限值时通过脉间频率捷变和脉间积累实现去杂波和目标回波的检测；最后以目标多波束回波幅度为加权值由多波束位置凝聚得到目标位置的估计值，从而实现过顶目标的跟踪。CN113917448ACN113917448A权利要求书1/1页1.一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法，其特征在于：和差波束测角方式跟踪时估计目标仰角和径向速度，由阵面倾角和波束扫描范围设定仰角门限值，将目标仰角与仰角门限值相比较，低于门限值则采用和差测角方式跟踪，高于门限值则采用过顶跟踪方式；过顶跟踪时发射和接收均采用多波束形式，向目标的估计位置发射中心波束，再在中心波束的周围等间隔发射多个波束；补偿雷达平台运动状态造成的多普勒频移后由杂波最大多普勒频率得到目标径向速度门限值；径向速度超过径向速度门限时，通过脉组间频率捷变，脉组内自适应MTI，脉组间积累，实现去杂波和目标回波的检测；径向速度低于速度门限时，通过脉间频率捷变，脉间积累，实现去杂波和目标回波的检测；对过顶目标最终通过凝聚测角实现跟踪。2.根据权利要求1所述的相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法，其特征在于：在过顶跟踪时发射采用多波束形式，多波束的中心波束指向估计的目标位置，在该波束的周围等间隔环绕6个波束，相邻波束间都有交叠，与中心波束也都有交叠，接收时也以同样的多波束形式。3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法，其特征在于：径向速度门限值的设定：对目标回波和杂波的多普勒频率进行平台运动速度补偿，然后估计杂波的最大多普勒频率，以杂波的最大多普勒频率为参考，乘以一个系数作为径向速度的门限值。2CN113917448A说明书1/3页一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法技术领域[0001]本发明属于雷达技术领域。背景技术[0002]相控阵雷达无需通过机械旋转即可实现波束的快速扫描，从而实现对目标的高数据率跟踪，而当目标运动到很近的位置甚至过顶时，由于阵面扫描的角度范围有限，过高的仰角导致目标丢失，从而出现过顶盲区。[0003]对于相控阵雷达过顶目标跟踪问题，西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所)的“多波束球面相控阵天线跟踪目标过顶的方法”(CN108051803A)公开了一种数字化多波束球面相控阵天线跟踪目标过顶的方法，该方法使用球面相控阵天线，通过目标过顶时坐标系的转换来减小方位角和俯仰角的动态变化量，保证了对目标的稳定跟踪。该方法虽然利用球面相控阵天线实现了过顶目标跟踪，但球面相控阵天线在实际雷达应用中较少使用，球面顶部的部分天线在雷达执行其他任务时效益较低，所以不具有通用性。[0004]本发明可以在常规的平面相控阵雷达中使用，不必为了跟踪过顶目标而使用特殊的阵面形式。发明内容[0005]针对相控阵雷达跟踪目标时，当目标仰角过高，超出阵面波束扫描范围后，目标会丢失，出现跟踪盲区的问题，本发明提供了一种相控阵雷达过顶目标自适应跟踪方法。雷达过顶目标跟踪时最主要是解决两个问题，一个是仰角过高后方向图产生畸变，在目标位置发射和接受增益较小，且对目标的位置等参数估计的误差会较大，很容易因目标的机动或者目标位置与估计的位置偏差较大而丢失；另一个问题是波束扫描高仰角目标时，副瓣会有大量很强的地物杂波进入，目标回波可能会被杂波掩盖而无法检测出来。[0006]实现本发明的技术解决方案是：[0007]和差波束测角方式跟踪时估计目标仰角和径向速度，由阵面倾角和波束扫描范围设定仰角门限值，将目标仰角与仰角门限值相比较，低于门限值则采用和差测角方式跟踪，高于门限值则采用过顶跟踪方式；过顶跟踪时发射和接收均采用多波束形式，向目标的估计位置发射中心波束，再在中心波束的周