[发明专利]一种不对称波束情形下的一维同时多波束雷达测角方法

说明书

本发明公开了一种不对称波束情形下的一维同时多波束雷达测角方法，将每个由相邻两个波束形成的合成波束分为两个半波束，每个半波束的测角参数独立设置，包括以下步骤：同时形成M个波束，相邻波束两两合成，做和形成和波束，做差形成差波束，并且通过差和比值形成鉴角曲线，根据鉴角曲线将覆盖的空域划分为2M个半波束测角区间；结合天线方向图的理论仿真结果和暗室测试结果，建立各半波束的测角参数表；对一次点迹测角，通过一次点迹中的波束编号、当前波束及相邻波束的回波幅度等信息计算，进而得到该一次点迹的实际角度。本发明解决了不对称波束情况下的测角问题，有效提升了在不对称波束交界处的测角精度。

技术领域

本发明属于雷达数据处理领域，具体涉及一种不对称波束情形下的一维同时多波束雷达测角方法。

背景技术

随着半导体技术、微电子技术和大规模集成电路等的飞速发展，数字波束形成(DigitalBeam Forming,DBF)技术越来越多地被应用于雷达系统中。DBF的原理是在信号处理阶段，对阵列天线多路接收通道输出的回波信号进行数字幅相加权，形成一个或多个特定指向的接收波束。和传统的微波移相器波束形成技术相比，DBF技术可以获得可观的积累增益进而提高雷达的作用距离；可以实现超低副瓣和灵活的波束控制进而获得良好的抗干扰特性；可以实现同时多波束，实现在覆盖较大空域的同时，降低雷达的数据率。

现有的同时多波束测角成果包括：文献《DBF同时多波束测角方法研究及工程实现》(火控雷达技术,2013,42(002):19-22.)提出了通过相邻两个波束形成和差波束进行测角。但是本文献并未考虑相邻波束不对称的情况，在同时多波束雷达实际工作过程中，形成的多个波束不一定是完全对称的，雷达设计者可能会根据不同的使用场景设计不同的波束宽度，比如在俯仰向采用DBF同时多波束的雷达中，为了同时保证俯仰覆盖范围和探测威力，可能会将多波束设计为：低空波束的波束宽度较窄，保证探测威力；高空波束的波束宽度较宽，保证俯仰覆盖范围。此时，在低空波束和高空波束的交界处，由于波束宽度不同，合成的和差波束不再对称，和差波束中心会偏离相邻波束的角平分线，差和比值鉴角曲线单调变化的角度范围也会发生变化，甚至可能小于相邻波束的波束轴之间的角度范围，这种情况下，现有的测角方法不再适用。

发明内容

针对不对称波束情形下的一维同时多波束雷达测角问题，本发明提出一种不对称波束情形下的一维同时多波束雷达测角方法，将每个由相邻两个波束形成的合成波束分为两个半波束，每个半波束的测角参数独立设置，本发明包括以下步骤：

(1)同时形成M个波束，相邻波束两两合成，做和形成和波束，做差形成差波束，并且通过差和比值形成鉴角曲线，根据鉴角曲线将覆盖的空域划分为2M个半波束测角区间。

(2)建立各半波束的测角参数表；其中，测角参数包括：半波束编号M_hb、波束中心θ_c、鉴角曲线斜率k、偏移角上限Δθ_max、相邻波束幅度比值门限μ₀₂、μ₀₁和μ₁₂。

波束中心θ_c即为相邻波束的等信号轴所在的角度，单位为度；对于对称的相邻波束，波束中心即为两个波束轴角对应角度的平均值；对于不对称波束，波束中心即为鉴角曲线上差和比值取0对应的角度；鉴角曲线斜率k即为采用直线来拟合描述差和比值与偏移角关系的鉴角曲线时，直线的斜率；偏移角上限Δθ_max即为每个半波束角度范围内，鉴角曲线满足单调变化时的最大偏移角；相邻波束幅度比值门限μ₀₂、μ₀₁和μ₁₂用于判断目标属于哪个半波束测角区间。