文档介绍：第3章雷达的方向测量和定位
现在学****的是第1页，共116页
概 述
测向的目的
对雷达的方向测量也就是测量雷达辐射的电磁波信号的等相位波前。雷达侦察系统测量雷达辐射源所在方向。对于搜索法测向,ΩIAOA仅对应于波束宽度,ΩAOA则为波束的扫描范围,PA(T)和搜索时间T取决于双方天线的扫描方式和扫描参数;对于非搜索法测向,ΩIAOA=ΩAOA,只要侦收信号功率高于灵敏度,测向系统就可以测定辐射源角度。
现在学****的是第11页，共116页
3. 测向系统灵敏度
测向系统灵敏度是指测向系统天线口面上能够正常测向的最小输入信号功率密度D(单位为dBm/m2)或在给定测向系统天线增益GR或有效接收面积AR(单位为m2)条件下的测向接收机灵敏度PRmin(单位为dBm)。二者的换算关系为
PRmin=D+10lgAR=D+10lg(GRλ2/4π)dBm
AR=GRλ2/4π (3―1)
现在学****的是第12页，共116页
振幅法测向
波束搜索法测向技术
波束搜索法测向的原理如图3―1所示。侦察测向天线以波束宽度θr、扫描速度vr在测角范围ΩAOA内进行连续搜索。当接收到的雷达辐射信号分别高于、低于测向接收机检测门限PT时,记下波束的指向θ1、θ2,并以其平均值作为角度的一次估值 :
(3―2)
现在学****的是第13页，共116页
图3―1 波束搜索法测向的原理
现在学****的是第14页，共116页
在搜索过程中,侦察波束在雷达辐射源方向具有一定的驻留时间tr=θr/vr,当tr大于雷达的脉冲重复周期Tr时,可能接收到雷达辐射的一组脉冲信号。
在许多情况下,雷达天线波束也处于搜索状态。当其天线旁瓣很低时,只有双方的天线波束互指时,侦察机接收到的雷达信号功率才能达到检测门限。由于天线互指是一个随机事件,搜索法测向的本质是两个窗口函数的重合——几何概率问题。为了提高搜索概率,侦察机必须尽可能地利用已知雷达的各种先验信息,并由此制定自己的搜索方式和搜索参数。
现在学****的是第15页，共116页
设雷达天线的波束宽度为θa(°),扫描速度为va(°/s),扫描范围为Ωa(°),扫描周期为Ta(s),且Τa=Ωa/va。侦察天线的扫描周期为TR(s),角度搜索范围为ΩAOA(°),扫描速度为vr(°/s),且TR=ΩAOA/vr。侦察机检测雷达方向信息需要Z个连续脉冲,则慢速可靠搜索需同时满足的条件是:
(1)在雷达天线扫描一周的时间Ta内,侦察天线最多只扫描一个波束宽度θr,即
(3―3)
现在学****的是第16页，共116页
(2)在雷达天线指向侦察机的时间TS内,至少接收到Z个连续的雷达发射脉冲,即
(3―4)
Tr为雷达的脉冲重复周期。(3―3)、(3―4)式也分别称为慢速条件和可靠条件,其可靠搜索到雷达信号的时间是侦察天线的扫描周期TR,并且假设雷达天线在此时间内是匀速周期扫描的。慢速可靠搜索的主要缺点是所需的TR很长,一般主要用于搜索天线转速较高的雷达。
现在学****的是第17页，共116页
2. 快速可靠搜索
快速可靠搜索需同时满足的条件是:
(1)在雷达天线扫描一个波束宽度θa的时间内,侦察天线至少扫描一周,即
(3―5)
(2)在侦察天线指向雷达的时间TS内,至少接收到Z
个连续的雷达发射脉冲,即
(3―6)
现在学****的是第18页，共116页
(3―5)、(3―6)式也分别称为快速条件和可靠条件,其可靠搜索到雷达信号的时间是雷达天线的扫描周期Ｔa。快速可靠搜索主要用于搜索天线转速较低的雷达。当雷达天线转速较高时,侦察机不仅很难满足(3―6)式的可靠条件,也很难实现(3―5)式的快速扫描。不满足慢速可靠搜索和快速可靠搜索条件的搜索法测向一般称为概率搜索,其搜索时间和搜索概率的计算可参见第5章中对截获概率和截获时间的分析。
现在学****的是第19页，共116页
搜索法测角的误差主要有系统误差和随机误差。其中系统误差主要来源于测向天线的安装误差、波束畸变和非对称误差等,可以通过各种系统标校减小。这里主要分析随机误差。
测向系统的随机误差主要来自测向系统中的噪声。如图3―2所示,由于噪声的影响,使门限检测的角度θ1、θ