单脉冲和差测角汇总
单脉冲测角原理
单脉冲测角原理单脉冲测角（Monopulse Angle Measurement）是一种常用的雷达测角方法，它通过对目标返回信号的处理，实现对目标的方位角和俯仰角的测量。
单脉冲测角原理是基于相控阵雷达技术的，它具有测量精度高、抗干扰能力强等优点，在军事和民用雷达领域得到了广泛的应用。
单脉冲测角原理的基本思想是利用相控阵天线阵列的空间波束形成特性，通过对目标返回信号的相位差进行测量，从而实现对目标方位角和俯仰角的测量。
相控阵天线阵列由多个天线单元组成，每个天线单元都可以独立控制相位和幅度，从而实现对空间波束的形成和控制。
当目标位于相控阵的波束覆盖范围内时，每个天线单元接收到的目标返回信号会存在一定的相位差，通过对这些相位差的测量和处理，就可以得到目标的方位角和俯仰角信息。
在单脉冲测角中，常用的测量方法包括相位比较法、幅度比较法和双差法。
相位比较法是通过比较不同通道接收到的信号相位差来实现测角，它的测量精度较高，但对系统的动态范围和线性度要求较高；幅度比较法是通过比较不同通道接收到的信号幅度差来实现测角，它的测量精度相对较低，但对系统的动态范围和线性度要求较低；双差法是通过比较两个天线单元之间的相位差和幅度差来实现测角，它综合了相位比较法和幅度比较法的优点，具有较高的测量精度和较低的系统要求。
单脉冲测角原理的实现需要对雷达系统进行精确的设计和调试，包括天线阵列的设计、相控阵的控制和信号处理部分的设计等。
在实际应用中，还需要考虑目标信号的特性、系统的工作环境和干扰情况等因素，从而进一步提高测量精度和抗干扰能力。
总之，单脉冲测角原理是一种重要的雷达测角方法，它通过对目标返回信号的相位差进行测量，实现对目标方位角和俯仰角的精确测量。
在现代雷达系统中得到了广泛的应用，为目标探测、跟踪和定位提供了重要的技术支持。
随着雷达技术的不断发展和完善，相信单脉冲测角原理将会发挥越来越重要的作用，为雷达应用领域带来更多的技术创新和发展。
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
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0.2050 0.2270 0.2488 0.2704 0.2916 0.3126 0.3333 0.3537 0.3738 0.3935
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0.4128 0.4318
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★★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
多波束相控阵天线角跟踪性能及测试方法
多波束相控阵天线角跟踪性能及测试方法姚海涛【摘要】针对目前对多波束相控阵天线角跟踪性能测试研究较少的问题，首先分析了多波束相控阵天线的单脉冲和差测角方法，并对波束滑动、波束穿越及信号频率变化对角跟踪性能的影响进行了仿真分析。
类比传统的雷达精度校飞试验，提出了基于飞艇的角跟踪性能测试方法，对角跟踪精度及误差范围进行测试，并利用STK软件实现了可视化。
仿真分析表明，该方法可以实现对多波束相控阵天线角跟踪性能的评定并具有较高的工程应用价值。
%Aiming at the limited research of measurement of multi-beam phased array antennas’ angle tracking performance,the sum-difference monopulse angle measurement is firstly analyzed and the effects of beam sliding,beam crossing and change of signal frequency are simulated in this paper. Subsequently,compared to conventional radar calibration flight test,a novel measurement based on the airship for tracking performance which can test the tracking accuracy and error range is proposed,and visualization of the measurement is achieved through STK software. Numerical simulations demonstrate that the proposed method can accurately measure the performance of angle tracking and is suitable in engineering practice.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P45-50)【关键词】多波束相控阵天线;单脉冲测角;跟踪性能;测试【作者】姚海涛【作者单位】解放军76160部队，广州 510055【正文语种】中文【中图分类】TN82多波束相控阵天线在阵列天线基础上通过对阵列信号的数字加权处理来形成和差波束，如自适应波束形成及子阵级和差多波束［1-6］等，对目标进行单脉冲测角，发现并跟踪尽量多的目标，以实现高跟踪精度、强抗干扰能力及高数据率等优点。
振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用.概要
西安电子科技大学《雷达原理》论文振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用专业：信息对抗技术学生姓名：石星宇02123010柯炜鑫02123049张宇新02123060指导教师：魏青目录振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用 (1)一、自动测角系统简介 (1)1.1圆锥扫描雷达简介 (1)1.2单脉冲雷达简介 (1)二、振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的优势 (2)2.1角度跟踪精度 (2)2.2天线增益和作用距离 (2)2.3角度信息的数据率 (3)2.4抗干扰能力 (3)2.5复杂程度 (3)三、振幅和差单脉冲雷达自动测角原理 (3)3.1角误差信号 (3)3.2角误差信号的产生 (5)3.3角误差信号的转换 (6)3.4自动增益控制 (6)3.5整体结构 (7)四、振幅和差单脉冲雷达自动测角仿真 (7)五、振幅和差单脉冲雷达的应用 (9)附录 (10)第1页振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用一、自动测角系统简介在火控系统中使用的雷达，必须快速连续地提供单个目标(飞机、导弹等)坐标的精确数值，此外在靶场测量、卫星跟踪、宇宙航行等方面应用时，雷达也是观测一个目标，而且必须精确地提供目标坐标的测量数据。
为了快速地提供目标的精确坐标值，要采用自动测角的方法。
自动测角时，天线能自动跟踪目标，同时将目标的坐标数据经数据传递系统送到计算机数据处理系统。
和自动测距需要有一个时间鉴别器一样，自动测角也必须要有一个角误差鉴别器。
当目标方向偏离天线轴线(即出现了误差角)时，就能产生一误差电压。
误差电压的大小正比于误差角，其极性随偏离方向不同而改变。
此误差电压经跟踪系统变换、放大、处理后，控制天线向减小误差角的方向运动，使天线轴线对准目标。
用等信号法测角时，在一个角平面内需要两个波束。
这两个波束可以交替出现(顺序波瓣法)，也可以同时存在(同时波瓣法)。
前一种方式以圆锥扫描雷达为典型，后一种是单脉冲雷达。
1.1圆锥扫描雷达简介圆锥雷达的针状波束的最大辐射方向偏离天线旋转轴一个角度，当波束以一定的角速度绕天线轴旋转时，波束最大辐射方向就在空间画出一个圆锥，故称圆锥扫描。
振幅和差单脉冲雷达
振幅和差单脉冲雷达振幅和差单脉冲雷达在自动测角中的应用姓名：学号：2014-12-20西安电子科技大学信息对抗摘要：在雷达系统中，为了确定目标的位置，不仅需要知道距离参量，同时也需要知道目标的空间方位，为此需要知道目标的方位角和俯仰角。
雷达测角的物理基础是电磁波在均匀介质中沿直线传播和雷达天线具有方向性。
测角的方法可分为振幅法和相位法两大类。
在雷达测角中，为了快速地提供目标的精确坐标值，要采用自动测角的方法。
自动测角时，天线能自动跟踪目标，同时将目标的坐标数据传送到计算机中。
在自动测角系统中，有一种典型的方式——单脉冲自动测角系统。
单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，单脉冲雷达的种类很多，最常用的是振幅和差单脉冲雷达。
关键字：雷达自动测角系统振幅和差单脉冲雷达一、单脉冲雷达什么是单脉冲雷达？单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。
它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离，从而实现对目标的测量和跟踪。
单脉冲雷达通常有振幅比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两大类（本次只研究振幅比较法）。
它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。
单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。
在军事上主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。
二、振幅和差单脉冲雷达振幅定向法是用天线接收到的回波信号幅度值来进行角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。
振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类，其中等信号法又可以分为比幅法和和差法。
单脉冲雷达原理以及应用
单脉冲定向原理对目标的定向，即测定目标的方向，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。
所谓“单脉冲”，是指使用这种方法时，只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。
根据从回波信号中提取目标角信息的特点，可以将单脉冲定向分为两种基本的方法：振幅定向法和相位定向法，分别见于下图。
除了上述两种方法外，由它们合成的振幅—相位定向法（或称为综合法）也得到了广泛的应用。
图2-1 单脉冲振幅定向法 图2-2单脉冲相位定向法2.1 振幅定向法振幅定向法是用天线接收到的回波信号幅度值来进行角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。
振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类，其中等信号法又可以分为比幅法和和差法。
如图所示，平面两波束相互部分交叠，其等强信号轴的方向已知，两波束中心轴与等强信号轴的偏角0θ也已知。
假设目标回波信号来向与等强信号轴向的夹角为θ，天线波束方向图函数为F(θ)，则两个子波束的方向图函数可分别写成()()()⎩⎨⎧-=+=θθθθθθ0201)(F F F F （2-1） 两波束接收到的目标回波信号可以表示成：()()()()()()⎩⎨⎧-==+==θθθθθθθθ022011F K F K u F K F K u a a a a （2-2） 其中a K 为回波信号的幅度系数。
对于比幅法，直接计算两回波信号的幅度比值有：()()()()θθθθθθ-+=0021F F u u （2-3） 根据上式比值的大小可以判断目标回波信号偏角θ的方向，再通过查表就可以估计出θ的大小。
对于和差法，由()θ1u 和()θ2u 可计算得到其和值()θ∑u 及差值()θ∆u 分别如下: ()()()()()()()()()()()()⎩⎨⎧--+=-=-++=+=∆∑θθθθθθθθθθθθθθ00210021F F K u u u F F K u u u a a （2-4） 其中()()()θθθθθ-++=∑00)(F F F 称为和波束方向图；()()()θθθθθ--+=∆00)(F F F 称为差波束方向图。
相位和差单脉冲雷达测角性能分析
相位和差单脉冲雷达测角性能分析
马振球;崔嵬
【期刊名称】《北京理工大学学报》
【年(卷),期】2009()8
【摘要】根据二维相位和差单脉冲雷达系统实现结构,分析和仿真了天线-和差器、和差器、通道处理3部分电路的不理想对测角性能的影响.结果表明,天线-和差器的幅度不一致影响测角大小,相位不一致影响测角大小和测角极性;和差器阻抗不匹配影响测角大小和极性;通道处理电路幅度不一致影响测角大小,相位不一致影响测角极性.在不理想因素中,天线-和差器相位不一致对测角性能的影响最小,天线-和差器幅度不一致以及和差器阻抗不匹配的影响较大.
【总页数】6页(P726-731)
【关键词】单脉冲雷达;相位和差;三通道不一致;魔T
【作者】马振球;崔嵬
【作者单位】北京理工大学信息与电子学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN958.4
【相关文献】
1.二维相位和差单脉冲雷达的测角性能分析 [J], 毛祺;安红;周先敏
2.相位和差单脉冲测角算法在某雷达中的应用 [J], 张汉光;薛广然;毕进;马可
3.部分相关MIMO雷达比幅单脉冲测角性能分析 [J], 程增飞;赵永波;李慧;水鹏朗
4.相位和差单脉冲测角算法在某雷达中的应用 [J], 张汉光;薛广然;毕进;马可
5.相位和差式单脉冲接收机测角性能的改善 [J], 岳海鉴;张玉斌
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单脉冲测角技术
单脉冲测角技术作者：轩健来源：《科技风》2018年第03期摘要：现代社会，随着导弹、卫星和宇航技术的大幅提高和进步，雷达技术逐渐应用到了越来越多的领域中。
对于目标信号，雷达不仅需要测量目标距离，还包括目标的参数测量，而在某些应用中为了快速地提供目标的精确坐标值，还需要采用自动测角的方法。
单脉冲测角技术定向精度高、实现简单、稳健性好，本文的工作就是围绕着单脉冲技术在雷达中的应用展开的。
文章首先简要阐述了研究的背景和意义，重点表明了单脉冲技术的优势，然后介绍了单脉冲技术测角的原理，最后讨论了该技术存在的缺陷。
关键词：雷达测角；单脉冲技术；同时波瓣测角一、论文研究的背景和意义这些年来，火箭、导弹、人造卫星和宇航技术的日益成熟和不断发展，随之而来的是对跟踪雷达的配套技术的迫切要求，这些方面和指标主要体现在其跟踪的速度、跟踪的精度、跟踪的距离和抵抗外界干扰的能力等方面。
在很大一部分应用情况下，跟踪和检测一个目标，雷达不仅需要估计目标的距离值和速度值，而且要额外计算目标的角坐标。
目前普遍有三种雷达测角方法：顺序波瓣法、圆锥扫描跟踪、单脉冲[1]技术。
顺序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。
它们都是属于等信号法[2]。
圆锥扫描法属于最大信号法，天线波束围绕等强线锥形旋转。
当目标偏离其等强线时，接收机收到一个调幅信号的，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。
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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
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0 角度
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和波束
波 形
1
和 波 束 响 应
Δ/∑-θ
-0.2488 -0.2270 -0.1828 0.2050 -1 0 1 2
-0.1603 -0.1377 -0.1150 3 0.0692 13 0.2916 4 0.0922 14 5 0.1150 15
-0.0922 -0.0692 -0.0462 6 0.1377 16 0.3537 7 0.1603 17 0.3738 8 0.1828 18 0.3935
0.015
0.01
0.005
0.1 0 -0.1 -0.2 -0.3
误差
/
0
-0.005
-0.01
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线性拟合
误差分析
★ 雷达对抗原理
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谢谢
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★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
/
0.5
-100
-50
0 角度
50
100
150
0 -150
-100
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0 角度
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★★单脉冲和差测角仿真
θ
Δ/∑
-11 -20 -0.4318 -10 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12 -0.3935 0.4128 -9 -8 -0.3738 -0.3537 -0.3333 -0.3126 -0.2916 -0.2704 -7 -6 -5 -4 -3 -2
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 -502050 19 10 0.2270 20
0.0231 0.0462 11 12
0.2488 0.2704
0.3126 0.3333
0.4128
0.4318
★★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
0.5 0.4 0.3 0.2
★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。
★★★★★ 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 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。