雷达对抗原理赵国庆第三章

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aiN ?1
cos(iN
?
1)?
? ??
? ? N ?
S(? ) ?
2 i?0
N?
aiN ?1 sin(iN ? 1)? ? 2 i?1
aiN?1 sin(iN ? 1)?
? ? ??
? 当天线数量较大 时,天线函数的高次展开系数很小 再次简化后:
C(? ) ?
N 2
a1
cos?
? ??
S(? ) ?
当K1=K2时,可得
R
?
12? S
?
2 r
?
(dB)
??
?
2 r
R
12? S
? 对θr、θS和R求全微分,可以得到角度测量时的系统误差dφ
d?
?
?r 6? S
Rd? r
?
?
2 r
12?
2 S
Rd? S
?
?
2 r
12? S
dR
θr越小则各项误差的影响也越小,这是由于波束越窄测向
的斜率越高的缘故。
全方向比幅法( NABD)
用权值 cos(iθS), sin(iθS),i=0,…,N-1,对各天线输
出信号取加权和:
? C(? ) ?
N?1 i? 0
Fi
(?
)cos(
i?
S
)
? ??
N ?1
?
? S(? ) ? i? 0
Fi (?
)sin( i? S )
? ??
简化后得:
? ? C(? ) ?
N? 2 i?0
N?
aiN ?1 cos(iN ? 1)? ? 2 i?1
振幅法测向
图3―1 波束搜索法测向的原理
搜索速度
? 慢速可靠搜索
1、在雷达天线扫描一周的时间内,侦察天线只扫描一个 波束宽度。 2、在雷达天线指向侦察天线的时间内,至少接收到Z个 连续的雷达发射脉冲。
? 快速可靠搜索
1、在雷达天线扫描一个波束宽度时间内,侦察天线至少 扫描一周。 2、在侦察天线指向雷达的时间内,至少接收到Z个连续 的雷达发射脉冲。
测向技术
测频方法
频域顺序取样 频域取样
频域同时取样
搜索式超外差接收机 射频调谐晶体视放接收机 多波道晶体视放接收机 信道化接收机
频率—相位变化 比相法瞬时接收机(瞬时测频接收机)
频域变换
频率—时间变化 频率—空间变化
压缩接收机 声光接收机
频率—幅度变化 多波段比幅接收机
测向方法
空域顺序取样 空域取样
U B(t) ? lg[KBFA(t) A(t)cos ? it
? ?
? 经减法器对消输出的电压
U o (t)
?
lg[
KA KB
FR (t )]
全向振幅单脉冲测向技术
? 全向振幅单脉冲测向技术采用 N个相同方向图函数 的F(θ)
天 线 , 均 匀 布 设 在 360° 方 位 内 。 相 邻 天 线 的 张 角
消除雷达天线扫描影响的 搜索法测向系统
定向天线 A 全向天线 B
混频器 本振 混频器
(a)
对数中放
减法器
至处理机
对数中放
定向天线 A 方向图 全向天线 B 方向图
(b)
wk.baidu.com
具有辅助天线对消的搜索法测向系统 (a) 系统组成; (b)A、B天线方向图
FR(t)、FA(t)分别为侦察天线和雷达天线的扫描函数, A(t)为脉冲包络函数
相邻比幅法
? 假设天线方向图对称,F(θ)=F(-θ),当雷达方向位于任意 两天线之间,且偏离两天线等信号方向的夹角φ时,对应 通道输出信号S1(t),S2(t)分别为
S1(t)=lg[K1F(θS/2-φ)A(t)] S2(t)=lg[K2F(θS/2+φ)A(t)]
相减后以分贝(dB)为单位的对数电压比R为
? A、B两支路收到的信号
S A ( t ) ? F A ( t ) F R ( t ) A ( t ) cos ? t ?
S B ( t ) ? F A ( t ) A ( t ) cos ? t
? ?
? 经混频、对数中放输出的电压
U A(t) ? lg[KAFA(t)FR(t) A(t)cos ? it ?
θS=360°/N,各天线的方位指向分别为
Fi(θ)=F(θ-iθS) i=0,…,N-1
(3―15)
? 每个天线接收的信号经过各自振幅响应为 Ki的接收通道,
输出脉冲的对数包络信号
si(t)=lg[KiF(θ-iθS)A(t)] i=0,…,N-1 (3―16)
四天线全向振幅单脉冲测向原理图 (a) 系统组成(b)四天线方向图
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)
测向的基本方法
? 测向原理分类
振幅法测向、相位法测向
? 波束扫描分类
顺序波束、同时波束
测向的基本方法
? 振幅法测向
根据测向天线系统侦收信号的 相对幅度大小 确定信 号的到达角( DOA)。
? 相位法测向
? 对称天线函数 F(θ)可展开傅氏级数 :
?
F (? ) ? ? ak cos k? k? 0
?
? ak ? 2 0 F (? )cos k? d?
?
? Fi (? ) ? F (? ? i? S ) ? ak cos(k? ? ki? S ) k?0
i ? 0,
? ? ? ? ? ? , N ? 1???
N
2 a1 sin?
? ? ?
? 利用C(θ),S(θ)可无模糊地进行全方位测向
? ? arctan[ S(? ) ] C(? )
(a) 高斯、半余弦两
种天线方向图函数 (b) 6元高斯天线比 幅测向的误差曲线 (c) 6元半余弦天线 比幅测向误差曲线
根据测向天线系统侦收同一信号的 相对相位差 确定 信号到达角。
振幅法测向
? 最大信号法
采用波束扫描体制或多波束体制,以侦收到信号最 强方向作为信号所在方向。
? 等信号法
主要用于对辐射源的跟踪,测向精度高,但测向范 围小。
? 比较信号法
采用多个不同波束指向的天线,覆盖一定空域,根 据各天线侦收同一信号的相对幅度大小确定信号所 在方向。
R ? 10(S1(t) ? S2(t)) ? 10lg[K1F(?S / 2 ? ? ) ] K2F (?S / 2 ? ? )
如果 F(θ)函数在区间[ -θS,θS]内具有 单调性 ,就 可确 定目标方向。
? 例如:
? 1.3863( ? )2
F (? ) ? e
?r
θr为F(θ)的半功率波束宽度
空域同时取样
方位—相位变化 空域变换
最大振幅法测向 等信号法测向 透镜馈电的多波束线阵测向 透镜馈电的多波束圆阵测向 相位干涉仪测向 线性相位多模圆阵测向
方位—幅度变化 全向振幅比较法测向
测向的主要技术指标
? 测角精度和角度分辨率 ? 测角范围、瞬时视野 ? 角度搜索概率和搜索时间 ? 测向系统灵敏度
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