一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)，在現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)裝備采用方位機械搜索、俯仰相掃技術(shù)狀態(tài)基礎(chǔ)上，通過增加微波開關(guān)，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號共用一個接收通道，并在雷達(dá)信號處理端巧妙的采用分段處理方式，利用振幅和差單脈沖測角方法，在一幀信號時間內(nèi)，同時上報方位、俯仰角度信息，實現(xiàn)現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)俯仰高精度測角。
【專利說明】一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)測量領(lǐng)域，尤其涉及一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)普遍采用一維相控陣天線，方位機械搜索、俯仰相掃，實現(xiàn)目標(biāo)方位角、高度角信息的提取。為了提高角度測量精度，一般采用振幅和差單脈沖測角方法，將相控陣天線陣面分為上下或者左右2個對稱的部分，利用和差器對上下或者左右通道接收信號進(jìn)行合成，輸出和、差2路信號，在信號處理端進(jìn)行和差比幅測角處理，得到高精度角度偏離信息。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要有以下兩種方式進(jìn)行方位、俯仰測角:
一種方式在方位上采用振幅和差比幅測角，將雷達(dá)天線陣面分為左右2塊，利用和差器對接收信號進(jìn)行合成，輸出和路、方位差2路信號，在信號處理端進(jìn)行和差比幅測角處理，得到高精度方位角偏離信息。俯仰上則采用單脈沖最大比幅測角方法，選取信號最大值所對應(yīng)的角度作為目標(biāo)俯仰角；單脈沖最大比幅測角技術(shù)是建立在天線波束寬度較窄的條件下才能夠較為精確的測角。與振幅和差單脈沖測角技術(shù)相比較而言，最大比幅測角技術(shù)在較窄的角度范圍內(nèi)，由于回波信號幅度變化較小，測角精度較差。在測角精度要求不是很高的情況，可以采用單脈沖最大比幅測角，但是僅僅局限于對測角精度要求不高的情況。
[0004]另一種方式采用雙平面振幅和差單脈沖測角技術(shù)，將雷達(dá)天線陣面分為上下左右4塊，利用和差器對接收信號進(jìn)行合成，輸出和路、方位差、俯仰差3路信號，在信號處理端進(jìn)行和差比幅測角處理，得到高精度方位、俯仰角度偏離信息。此種技術(shù)一般是通過選用三通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，輸出和路、方位差、俯仰差3路信號，并采用三路接收通道處理，實現(xiàn)俯仰、方位角度偏離量的精確測量。三通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)較兩通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)成本大幅提升，并且在射頻接收以及信號處理端都需要三個通道對信號進(jìn)行處理，需要更多的硬件資源，增加了設(shè)備量以及設(shè)備的復(fù)雜度，降低了產(chǎn)品的性價比，不利于產(chǎn)品推廣。
[0005]如果能有一種成本低并且測量精度高的技術(shù)方案，將是十分有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)，如圖1所示，包括相控陣天線陣面、雷達(dá)信號處理組件、四個和差器、微波開關(guān)、時序控制組件；其中，
所述相控陣天線陣面分為四個部分，通過四個和差器產(chǎn)生分別用于距離提取的和路信號、用于俯仰角提取的俯仰差信號、用于方位角提取的方位差信號；
所述雷達(dá)信號處理組件設(shè)置有一個和接收通道和一個差接收通道，用于接收并處理和路信號，通過分段處理的方式處理俯仰差信號和方位差信號；
所述微波開關(guān)位于射頻前端差接收通道，用于對方位差信號和俯仰差信號進(jìn)行二選一的切換；
所述時序接口控制組件用于產(chǎn)生開關(guān)控制數(shù)字信號，控制微波開關(guān)和雷達(dá)信號處理組件，實現(xiàn)方位差、俯仰差射頻信號的切換，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號分段處理控制。
[0007]進(jìn)一步的，差接收通道將目標(biāo)點數(shù)分為兩部分，一半點用于方位差信號的處理，另一半點用于俯仰差信號的處理。
[0008]進(jìn)一步的，所述微波開關(guān)在一幀時間內(nèi)進(jìn)行兩次切換，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號共用一個接收通道，并在一幀信號時間內(nèi)同時上報方位、俯仰角度信息。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明通過增加微波開關(guān)，實現(xiàn)方位、俯仰差信號共用差接收通道，并在雷達(dá)信號處理端對差接收通道信號進(jìn)行分段處理，既保證了雷達(dá)威力指標(biāo)不變，又實現(xiàn)了方位、俯仰角度的精確測量。本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)中利用三個通道接收實現(xiàn)方位、俯仰測角的方式，節(jié)省了一個通道的硬件資源，不再需要使用價格昂貴的三通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在保證雷達(dá)威力、同樣實現(xiàn)方位、俯仰高精度測角的條件下，節(jié)約了資源、降低了裝備成本，提升了裝備性價比。
[0010]另外，所述微波開關(guān)控制信號是時序接口控制組件產(chǎn)生的數(shù)字信號，因此，可實現(xiàn)與雷達(dá)信號處理的完全同步。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思為:在現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)裝備采用方位機械搜索、俯仰相掃技術(shù)狀態(tài)基礎(chǔ)上，通過增加微波開關(guān)，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號共用一個接收通道，并在雷達(dá)信號處理端巧妙的采用分段處理方式，利用振幅和差單脈沖測角方法，在一幀信號時間內(nèi)，同時上報方位、俯仰角度信息，實現(xiàn)現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)俯仰高精度測角。
[0013]下面對本發(fā)明的詳細(xì)技術(shù)方案進(jìn)行說明。
[0014]本發(fā)明所述基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)包括一個雷達(dá)信號處理組件、相控陣天線陣面、四個和差器、一個微波開關(guān)、時序控制組件。
[0015]所述相控陣天線陣面分為A、B、C、D四個部分，通過四個和差器，產(chǎn)生A + B + C +D和路信號、A + B-C-D俯仰差信號、A + C-B-D方位差信號。所述和路信號、俯仰差信號、方位差信號分別用于距離的提取、俯仰角的提取、方位角的提取。
[0016]所述雷達(dá)信號處理組件設(shè)置有一個和接收通道和一個差接收通道，用于接收并處理和路信號，通過分段處理的方式處理俯仰差信號和方位差信號；
所述微波開關(guān)位于射頻前端差接收通道，用于對方位差信號和俯仰差信號進(jìn)行二選一的切換；
所述時序接口控制組件用于產(chǎn)生開關(guān)控制數(shù)字信號，控制微波開關(guān)和雷達(dá)信號處理端，實現(xiàn)方位差、俯仰差射頻信號的切換，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號分段處理控制。
[0017]本發(fā)明的工作原理為:在雷達(dá)信號處理端進(jìn)行信號處理時，和接收通道積累目標(biāo)點數(shù)N用于測量目標(biāo)距離；差接收通道將目標(biāo)點數(shù)N分為兩部分，N/2點用于方位差信號的處理，N/2點用于俯仰差信號的處理。利用振幅和差單脈沖測角方法，在一幀信號時間內(nèi)，微波開關(guān)進(jìn)行快速切換，從而實現(xiàn)一幀信號時間內(nèi)同時上報方位、俯仰角度信息，實現(xiàn)現(xiàn)有三坐標(biāo)雷達(dá)俯仰高精度測角。
[0018]由于開關(guān)控制信號為時序接口控制組件產(chǎn)生的數(shù)字信號，基本不產(chǎn)生時移，因此，可實現(xiàn)微波開關(guān)與雷達(dá)信號處理的完全同步；雷達(dá)信號處理過程中，只對差通道信號進(jìn)行了分段處理，因此，不影響雷達(dá)威力指標(biāo)。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
本發(fā)明通過增加微波開關(guān)，實現(xiàn)方位、俯仰差信號共用差接收通道，并在雷達(dá)信號處理端對差接收通道信號進(jìn)行分段處理，既保證了雷達(dá)威力指標(biāo)不變，又實現(xiàn)了方位、俯仰角度的精確測量。本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)中利用三個通道接收實現(xiàn)方位、俯仰測角的方式，節(jié)省了一個通道的硬件資源，不再需要使用價格昂貴的三通道旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，在保證雷達(dá)威力、同樣實現(xiàn)方位、俯仰高精度測角的條件下，節(jié)約了資源、降低了裝備成本，提升了裝備性價比。
[0020]另外，所述微波開關(guān)控制信號是時序接口控制組件產(chǎn)生的數(shù)字信號，因此，可實現(xiàn)與雷達(dá)信號處理的完全同步。
【權(quán)利要求】
1.一種基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)，其特征在于，包括相控陣天線陣面、雷達(dá)信號處理組件、四個和差器、微波開關(guān)、時序控制組件；其中， 所述相控陣天線陣面分為四個部分，通過四個和差器產(chǎn)生分別用于距離提取的和路信號、用于俯仰角提取的俯仰差信號、用于方位角提取的方位差信號； 所述雷達(dá)信號處理組件設(shè)置有一個和接收通道和一個差接收通道，用于接收并處理和路信號，通過分段處理的方式處理俯仰差信號和方位差信號； 所述微波開關(guān)位于射頻前端差接收通道，用于對方位差信號和俯仰差信號進(jìn)行二選一的切換； 所述時序接口控制組件用于產(chǎn)生開關(guān)控制數(shù)字信號，控制微波開關(guān)和雷達(dá)信號處理組件，進(jìn)行方位差、俯仰差射頻信號的切換，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號分段處理控制。
2.如權(quán)利要求1所述的基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)，其特征在于，差接收通道將目標(biāo)點數(shù)分為兩部分，一半點用于方位差信號的處理，另一半點用于俯仰差信號的處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于周視搜索雷達(dá)的通道復(fù)用俯仰測角系統(tǒng)，其特征在于，所述微波開關(guān)在一幀時間內(nèi)進(jìn)行兩次切換，實現(xiàn)方位差、俯仰差信號共用一個接收通道，并在一巾貞信號時間內(nèi)同時上報方位、俯仰角度信息。
【文檔編號】G01S7/285GK103885039SQ201410141385
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】吳琳擁, 廖洪健 申請人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司