1、服單脈沖定向原理裂對目標的定向,即測定目標的方向,是雷達的主要任務之一.單脈沖定向是雷達定向的一個重要方法.所謂“單脈沖,是指使用這種方法時,只需要一個目標回波脈沖,就可以給出目標角位置的全部信息.根據從回波信號中提取目標角信息的特點,可以將單脈沖定向分為兩種根本的方法：振幅定向法和相位定向法,分別見于下列圖.除了上述兩種方法外,由它們合成的振幅一相位定向法(或稱為綜合法)也得到了廣泛的應用.等強優號方向信號到達方向圖2-1單脈沖振幅定向法等強信號方向目標圖2-2單脈沖相位定向法w2.1振幅定向法蒲振幅定向法是用天線接收到的回波信號幅度值來進行角度測量的,該幅度值的變化規律取決于天線方向圖以及

2、天線的掃描方式.振幅定向法可以分為最大信號法和等信號法兩大類,其中等信號法又可以分為比幅法和和差法.冗如下圖,平面兩波束相互局部交疊,具等強信號軸的方向,兩波束中心軸與等強信號軸的偏角也.假設目標回波信號來向與等強信號軸向的夾角為9,天線波束方向圖函數為F(8),那么兩個子波束的方向圖函數可分別寫成(2-1)下日=FWo+g壬步=FQo-9贛兩波束接收到的目標回波信號可以表示成:(2-2)二KaF%ao二KaF%-ao舞其中為回波信號的幅度系數.苗對于比幅法,直接計算兩回波信號的幅度比值有:(2-3)9的方向,再通過查表就可蒞根據上式比值的大小可以判斷目標回波信號偏角以估計出0的大小.蓬對于和

3、差法,由Ui0刖弘色可計算得到其和值u寸3及差值u«6分別如下:(2-4)u%-u11u21)KaF101F%u=u1-u)KaF%-F%-"滕其中F奏6=F80+8+F®o-9麻為和波束方向圖；蒂FAe=Fe°+8bF®0?稱為差波束方向圖膈假設8很小在等強信號軸附近,根據泰勒公式可以將口8.+8和口4-8展開近似為：腿進一步可以得到：u2KaF%U2KaF一.飛(2-5)褻歸一化和差信號值可得(2-6)UF-0、-=U=uuU一.F,瓦處的歸一化斜率系數U=袈其中F®o是天線方向圖在波束偏轉角莆即可計算得到目標回波信號偏角9為:先

4、對于振幅定向法來說,其優點是測向精度較高,便于自動測角,缺點是系統較復雜,作用距離較小等.第2.2相位定向法羈相位定向法是將兩個天線接收到的信號相位加以比擬以確定目標在一個座標平面內方向.如上圖所示,對于遙遠區域內的點目標,目標回波可近似看成是兩列平行波分別入射到兩天線上,因而兩天線接收到的目標回波信號振幅相同而相位不同.荽兩天線接收到的目標回波信號時差為:(2-7)腿其中C為電磁波在空氣介質中的傳播速度.果那么對應的相位差為:2d(2-8)=si肆如果我們能測出信號到達天線1和2的相位差,那么,我們就能得到信號到達的方向9為：(2-9)9=arcsin<2d曹相位定向法容易得到較高的精

5、度,這是它突出的優點,其缺點是容易引起相位差的測量模糊,并需要對信號頻率進行測量.菱2.3單脈沖雷達系統膂多路接收是實現單脈沖定向的技術方法,單脈沖定向的關鍵就在于用幾個獨立的接收支路同時接收目標的回波信號,然后再將這些信號加以處理比擬,最終計算得到目標信號的到達角.通常,在三維空間對一個目標定向要采用四個獨立的接收支路：方位面兩個支路,俯仰面兩個支路.輯根據角度鑒別器和測角方法的不同,單脈沖雷達系統一般可以分為九種類型,如表1-2所示.圖1-5給出了兩維角坐標方位和俯仰振幅和一差式單脈沖雷達系統框圖芾測角方法角度鑒別器的類型期三種定向方法的根本單脈沖雷達螞振幅法方相位法蟆綜合法肄振幅法裊振幅

6、-振幅袈相位-振幅展綜合振幅膀相位法菜振幅相位箍相位相位袁綜合相位聿和差式袂振巾田和差祎相位和差索綜合和一一差幕表2-1九種根本的單脈沖雷達系統建圖23振幅和一差式單脈沖雷達系統框圖蝕匯一波導橋的和輸出；波導橋的差輸出索單脈沖雷達不僅可以用于搜索,也可以用來對目標進行自動精確跟蹤.與圓錐掃描雷達相比,單脈沖雷達具有如下優點：跟蹤精度高；作用距離不受限制；數據率的潛力大；抗干擾性能好等.當然,它也存在一些缺點與缺乏,例如：系統復雜和只能應用窄波束天線等等,但是隨著科技的開展,與雷達的其它許多新技術相比,這些復雜性已經成為次要的問題.,2.4雷達系統仿真模型蜩雷達系統仿真是數字仿真技術與雷達技術結

7、合的產物.純軟件的仿真,就是利用計算機軟件來建立雷達的模型,然后在數字計算機上復現雷達系統的動態工作過程.具體的說,仿真的對象是雷達系統,包括雷達本身硬件及軟件、雷達目標及目標環境；仿真的手段是數字計算機,包括軟件及硬件；仿真的方式是復現蘊含在雷達目標及目標環境信息的雷達信號.這里所說的“復現就是重現雷達信號的產生、傳遞、處理等動態過程,從時間關系上看,就是重現一個隨機的時間.純軟件仿真的系統模型如下：菜圖2-4雷達仿真模型建立雷達的系統模型,從邏輯上講,應當采用與制造實際雷達系統相同的思路.建立通用的仿真模型,就必須把重點放在精確仿真功能組件上來,這是由于大多數的雷達系統都可以采用相同的功能

8、組件,只不過系統參數有所不同而已.因此,在建立通用的雷達系統模型時,首要任務是建立各種功能組件的數學模型；其次是用計算機程序實現各組件的功能；再次就是把各功能組件組合成分系統模型；最后把各個分系統模型組合成總系統模型.2.4本次畢設的工作本次畢設使用的是半實物的仿真,實驗室具備一個機載四天線雷達,而且有一個目標模擬運動架,可以同時進行X軸與Y軸的運動.模擬運動架上面放置發射源,模擬目標回波,回波信號被雷達的四個天線接收并經過和差處理形成三路信號,分別為和路信號,方位差路信號與俯仰差路信號.三路信號經過中頻放大器后進入PCI-9812數據采集卡進行高速采樣,三路采樣是同時進行的.然后進行曲線擬合

9、得出三路信號的幅度與相位,從幅相信息獲得雷達對目標搜索與跟蹤的可行性.由于分工問題,本次畢設的主要工作是中頻放大器的調試,PCI9812數據采集卡的安裝與編程,曲線擬合的算法研究與編程以及幅度相位跟蹤曲線的研究.本次仿真的簡單框圖如下所示：圖2-5畢設簡單框圖僅供個人用于學習、研究；不得用于商業用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'etudeetlarechercheuniquementddesfi