[发明专利]一种连续波搜索雷达的测高方法

摘要

本发明公开了一种连续波搜索雷达的测高方法，该方法采用一个多口网络接收天线阵的俯仰面生成的一对呈镜像分布波束，多口网络上分布有缝隙波导以及二个输出端口，将多口网络的二个输出端口分别连接到两路对称的微波接收机的输入端，微波接收机采用超外差接收机；两路微波接收机将接收的回波经放大混频滤波后变为中频，经过放大滤波放大、正交解调后产生I、Q基带信号，将I、Q基带信号通过A/D转换成数字量，通过信号处理模块进行求模运算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值为地址，从单脉冲表或多项式拟合得到仰角的数值。该方法实现简单、数据率高，适用于小型三坐标搜索雷达。

主权项

1.一种连续波搜索雷达的测高方法，其特征在于，该方法采用一个多口网络接收天线阵的俯仰面生成的一对呈镜像分布波束，多口网络上分布有缝隙波导以及二个输出端口，将多口网络的二个输出端口分别连接到两路对称的微波接收机的输入端，微波接收机采用超外差接收机；两路微波接收机将接收的回波经放大混频滤波后变为中频，经滤波、放大、正交解调后产生I、Q基带信号，I、Q基带信号通过A/D转换成数字量，通过信号处理模块进行求模运算，并利用和差器求出定向值，然后以定向值为地址，从单脉冲表或多项式拟合得到仰角的数值；第一路的模值和第二路模值的求模公式如下：A‾=(I12+Q12)---(1)]]>B‾=(I22+Q22)---(2)]]>式中，I₁是第一路输出的正弦分量；Q₁是第一路输出的余弦分量；I₂是第二路输出的正弦分量；I₂是第二路输出的余弦分量；输出的模值和送到和差器按下式求取定向值D：D=A‾-B‾A‾+B‾---(3)]]>定向值D是一个归一化的仰角定向因子，当时，D＝0，时，D为正值，时，D为负值；归一化就意味定向值D不随距离远近和目标大小的影响，它仅仅是目标入射角相对于天线电轴的函数；单脉冲表可以是基于实测产生的定向值和相对于电轴的俯仰偏离角的函数，利用实测的天线波束方向图的函数直接制作单脉冲表可以获得比较高精度，仰角测角的函数关系可用下式表示：ε＝θ_A+θ_C+f_θ(D)                (4)式中：f_θ(D)是定向误差与仰角的函数关系，即单脉冲表；θ_A天线安装的仰角；θ_C电轴的指向角；如果对仰角的测角精度要求不高时，定向值与俯仰角度的对应数据或者用“最小二乘法”拟合一个代数多项式来替代差单脉冲表；f(D，θ)＝a+bD+cD²+dD³            (5)式中，系数a，b，c，d由“最小二乘法”求出；将结果代入公式(4)，求出目标的仰角，即：目标高度的计算：对于很近距离的目标，平面地表近似可以由下式给出的目标高度：h_T＝h_a+R_TSinθ                  (6)式中：h_a雷达天线的高度；R_T被测目标的距离；θ被测目标的仰角；用抛物线近似为：hT=ha+RTSinθ+RT2/2R0---(7)]]>其中：R₀为地球半径；准确的目标高度计算：hT=[(R0+ha)2+RT2+2(R0+ha)RTSinθ]1/2-R0---(8)]]>雷达在测量得到仰角数据之后，根据不同雷达的测量距离选择公式(6)～(8)解算成目标的高度，其中，近距离目标用公式(6)，远距离目标用公式(7)，对远距离又要求精确高度的目标选用公式(8)。