振幅和差单脉冲雷达文档格式.docx
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测角的方法可分为振幅法和相位法两大类。
在雷达测角中，为了快速地提供目标的精确坐标值，要采用自动测角的方法。
自动测角时，天线能自动跟踪目标，同时将目标的坐标数据传送到计算机中。
在自动测角系统中，有一种典型的方式——单脉冲自动测角系统。
单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，单脉冲雷达的种类很多，最常用的是振幅和差单脉冲雷达。
关键字：
雷达自动测角系统振幅和差单脉冲雷达
一、单脉冲雷达
什么是单脉冲雷达？
单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。
它每发射一个脉冲，天线能同时形成若干个波束，将
由图（a）可以看出；
若目标处在天线轴线方向，误差角，则两波束收到的回波信号振幅相同，信号差等于零。
目标便利等信号轴线而有一误差角时，差信号输出振幅与成正比而其符号（相位）则由偏离的方向决定。
和信号除用作目标检测和距离跟踪外，还用作角误差信号的相位基准。
a.和差比较器与和差波束。
和差比较器是单脉冲雷达的重要部件，用以完成和、差处理，形成和差波束。
用得较多的是双T接头，如下图（a），有四个端口：
Σ端、Δ端和1、2端。
从Σ端输入信时，1、2端便输出等幅相同信号，Δ端无输出；
若从1、2端输入相同的信号，则Δ端输出两者的差信号，Σ端输出和信号。
和差比较器的示意图如下图（b），它的1、2端与形成两个波束的两相邻馈源1、2相接。
双T接头及和差比较器示意图
b.目标角度测量的基本处理流程：
目标角度测量的基本处理流程框图如右图。
其处理的基本原理是：
发射机产生电磁信号（如正弦波短脉冲），经由天线调制，辐射到空中。
发射信号的一部分被目标拦截并向许多方向再辐射。
向后再辐射回到雷达的信号被雷达天线采集，并送到接收机，在接收机中，该信号被处理以检测目标的存在并且确定其位置。
1）公式推导
如图所示，平面两波束相互部分交叠，其等强信号轴的方向已知，两波束中心轴与等强信号轴的偏角也已知。
假设目标回波信号来向与等强信号轴向的夹角为θ，天线波束方向图函数为F（θ），则两个子波束的方向图函数可分别写成
两波束接收到的目标回波信号可以表示成：
其中为回波信号的幅度系数。
由和可计算得到其和值及差值分别如下:
其中称为和波束方向图；
称为差波束方向图。
若θ很小（在等强信号轴附近），根据泰勒公式可以将和展开近似为：
进一步可以得到：
归一化和差信号值可得:
其中是天线方向图在波束偏转角处的归一化斜率系数。
即可计算得到目标回波信号偏角θ为：
对于振幅定向法来说，其优点是测向精度较高，便于自动测角，缺点是系统较复杂，作用距离较小等。
2）单平面振幅和差单脉冲雷达的组成
根据上述原理,可画出单平面振幅和差单脉冲雷达的基本组成方框图,如下图所示。
系统的简单工作过程为:
发射信号加到和差比较器的Σ端,分别从1、2端输出同相激励两个馈源。
接收时,两波束的馈源接收到的信号分别加到和差比较器的1、2端,Σ端输出和信号,Δ端输出差信号。
和、差两路信号分别经过各自的接收系统。
中放后,差信号作为相位检波器的一个输入信号,和信号分三路:
一路经检波视放后作为测距和显示用;
另一路用作和、差两支路的自动增益控制,再一路作为相位检波器的基准信号。
和、差两中频信号在相位检波器进行相位检波,输出就是视频角误差信号,变成相应的直流误差电压后,加到伺服系统控制天线跟踪目标。
和圆锥扫描雷达一样,进入角跟踪之前,必须先进行距离跟踪,并由距离跟踪系统输出一距离选通波门加到差支路中放,只让被选目标的角误差信号通过。
单平面振幅和差单脉冲雷达简化方框图
二、仿真
1.在二维平面下单一天线的方向图
代码：
x=-1.5:
0.001:
1.5;
%方向θ
F=（1+cos（x））./2.*abs（sin（pi*10*sin（x））./（pi*10*sin（x）））;
%方向图函数
plot（x,F）;
gridon;
xlabel（'
theta'
）;
ylabel（'
F（theta）'
legend（'
平面方向图'
2.在二维平面下双天线的方向图
a=x+0.06;
b=x-0.06;
F1=（1+cos（a））./2.*abs（sin（pi*10*sin（a））./（pi*10*sin（a）））;
%1天线方向图
F2=（1+cos（b））./2.*abs（sin（pi*10*sin（b））./（pi*10*sin（b）））;
%2天线方向图
subplot（2,1,1）;
plot（x,F1,'
r'
x,F2,'
b'
两天线平面方向图'
F=F1+F2;
subplot（2,1,2）;
天线综合平面方向图'
3.产生目标
s=input（'
请输入目标角度（±
0.04）='
）
holdon;
plot（[s,0],[0,1]）;
方向图及目标位置'
4.系统分析处理
%%接收后的信息处理
x=s;
%1天线振幅
%2天线振幅
FA=F1+F2;
FD=F1-F2;
%振幅和差
uB=FD/FA;
%电压差和比
v=-25.73;
%v为天线方向图在波束偏转角0处的归一化斜率系数。
theta=uB/v%目标所在角度
四、实验心得
通过这次对振幅和差单脉冲雷达的仿真性试验，让我充分理解到了振幅和差式雷达的工作原理，以它在自动测角应用的可靠性，让我对雷达系统有了更加深刻的认识。
让我更加明白雷达系统比我想象的更加复杂，使我能够更加的潜心于学习。
五、附录（完整AMP.m文件）
closeall
clearall
%%产生目标并在方向图中展示
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