一种改进幅度比幅测角装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种改进幅度比幅测角装置及方法，属雷达波探测装备及方法技术领域。其特点是：改进型幅度比幅测角装置由一分二功分器、五合一合成器等组成；一分二功分器通过衰减器与单元天线连接，一分二功分器的信号端分别与左移和右移回波五合一合成器连接；左移回波五合一合成器与右移回波五合一合成器两两一组组成4组，左移和右移回波五合一合成器输出端分别通过3个二合一合成器合成后与两个接收机连接，形成两个左右偏移和波束取代原有差波束，提高零点位置幅度值，降低干扰信号对零点附近位置影响，有效提高方位测角精度。解决了现有通过和差器形成和波束与差波束，因差波束零点幅度值被严重干扰，使零点附近方位角测量精度低下的问题。
【专利说明】
一种改进幅度比幅测角装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种改进幅度比幅测角装置及方法，属雷达波探测装备及方法技术领 域。
【背景技术】
[0002] 雷达传统的和差比幅测角方法，是通过和差器形成和波束与差波束，和波束用于 探测目标距离并跟踪目标，差波束则用于探测目标的方位角与俯仰角。目标在和波束最大 值方向时，差波束幅度为零，当目标移动时，差波束幅度变强，就可根据差波束信号幅度值 来判定目标偏离角度的大小，从而测出探测目标所在的方位角。但由于差波束零点幅度值 太小，几乎被噪声、杂波等干扰信号所湮没，零点附近位置的差波束幅度受干扰严重，导致 零点附近的方位角测量精度不高，严重影响雷达探测目标的准确性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种制作方便，操作方法简 单，有效提高差波束零点附近方位角测量精度，保证雷达探测准确性的改进幅度比幅测角 装置及方法;解决现有通过和差器形成和波束与差波束，因差波束零点幅度值被严重干扰， 导致零点附近方位角测量精度低下，严重影响雷达探测准确性的问题。
[0004] 本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的： 一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:改进型幅度比幅测角装置的天线阵 列每行由20个单元天线、4个功分合成器、1个信号合成器、两部接收机组成;每个功分合成 器内集成有5路衰减器、5个一分二功分器和2个五合一合成器;信号合成器中集成有6个二 合一合成器； 单元天线通过衰减器幅度加权后与一分二功分器连接，一分二功分器的信号1端与左 移回波输出五合一合成器连接，一分二功分器的信号2端与右移回波输出五合一合成器连 接;左移回波输出五合一合成器与右移回波输出五合一合成器两两一组组成4组;左移回波 输出五合一合成器输出端A再通过3个二合一合成器合成后连接到接收机1;同理，右移回波 输出五合一合成器输出端B通过另外3个二合一合成器合成后连接到接收机2。
[0005] 所述的改进幅度比幅测角装置是通过如下方法实现方位角高精度测量的： 单元天线接收的信号通过衰减器幅度加权后进入一分二功分器，一分二功分器将信号 分成两路的同时，还通过功分臂的长度对每路的相位进行固定偏差移相，一分二功分器分 出的信号1的相位从左到右依次递增一个固定相位值Λ Φ，
式中：d为单元天线间距，λ为雷达工作波长，φ为和波束移相度数； 一分二功分器分出的信号2的相位从左到右依次递减相同相位值;然后再分别将信号1 和信号2送往左移回波输出五合一合成器和右移回波输出五合一合成器中，分别形成4路左 移回波A和4路右移回波B，4路左移回波A通过3个二合一合成器进行移相和衰减幅度加权后 形成和波束1，和波束1相对于不移相的和波束向左移相1° ;4路右移回波B通过3个二合一合 成器进行移相和衰减幅度加权后形成和波束2,和波束2相对于不移相的和波束向右移相 1°，在波瓣图上形成类似于差波瓣的波瓣图； 和波束1送往接收机1，和波束2送往接收机2;目标信号分别在和波束1与和波束2上各 自有一个幅度值，通过这两个幅度值的比就能确定目标的方位信息。
[0006] 所述的和波束1与和波束2同时产生在雷达的同一个脉冲周期内，和波束1与和波 束2属比幅单脉冲。
[0007] 所述的和波束1相对于不移相的和波束向左移相1°，和波束2相对于不移相的和波 束向右移相1°，移相越小对接收信号幅度衰减越小，只移相1°时，幅度衰减小于0.OldB，对 测角的影响可忽略不计。
[0008] 所述的和波束1与和波束2取代原有差波束，提高零点位置幅度值，降低干扰信号 对零点附近位置的影响，保证了方位测角精度。
[0009] 本发明与现有技术相比的有益效果在于： 一种改进幅度比幅测角装置及方法，制作方便，操作方法简单，通过功分网络的固定移 相形成两个左右偏移的和波束取代原有通过和差器形成的和差波束的作用，极大提高了差 波束零点位置幅度值，降低了噪声干扰信号对零点附近位置的影响，有效提高了方位测角 的精度。有力保证了雷达探测的准确性。完善解决了现有通过和差器形成和波束与差波束， 因差波束零点幅度值被严重干扰，导致零点附近方位角测量精度低下，严重影响雷达探测 准确性的问题。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明的接收信号从天线到五合一合成器的信号流程图； 图2为本发明的接收信号从从五合一合成器到接收机的信号流程图； 图3为和波束1与和波束2左右移向后形成的类似于差波束的波瓣图； 图4为原有和差波束的波瓣图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明： 一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:改进型幅度比幅测角装置的天线阵 列每行由20个单元天线、4个功分合成器(每个功分合成器内集成有5路衰减器、5个一分二 功分器、2个五合一合成器）、1个信号合成器(其内集成有6个二合一合成器）、两部接收机组 成;单元天线通过衰减器幅度加权后与一分二功分器连接，衰减器的衰减值由加权系数确 定，本发明方法中按接收副瓣电平小于_35dB进行设计;一分二功分器输出为等功分不等相 位;输出信号1端与左移回波输出五合一合成器连接，输出信号2端与右移回波输出五合一 合成器连接;左移回波输出五合一合成器与右移回波输出五合一合成器两两一组组成4组， 左移回波输出五合一合成器输出端A再通过3个二合一合成器合成后，形成左移和波束1连 接到接收机1，同理右移回波输出五合一合成器输出端B通过另3个二合一合成器后，形成右 移和波束2连接到接收机2。
[0012] 所述的改进幅度比幅测角装置是通过如下方法实现方位角高精度测量的： 天线接收的信号通过衰减器幅度加权后进入一分二功分器，一分二功分器将信号分成 两路的同时，还通过功分臂的长度对每路的相位进行固定偏差移相，一分二功分器分出的
信号1的相位从左到右依次递增一个固定相位值Λ Φ (该值由 出，式中d为单元天线间距，λ为雷达工作波长，φ为和波束移相度数。），信号2的相位从左到 右依次递减相同相位值;然后再分别将信号1和信号2送往左移回波输出五合一合成器和右 移回波输出五合一合成器中，分别形成4路左移回波Α和4路右移回波Β，4路左移回波Α通过3 个二合一合成器进行移相和衰减幅度加权后形成和波束1，和波束1相对于不移相的和波束 向左移相1°，4路右移回波B通过3个二合一合成器进行移相和衰减幅度加权后形成和波束 2,和波束2相对于不移相的和波束向右移相1°，在波瓣图上形成类似于差波瓣的波瓣图； 和波束1送往接收机1，和波束2送往接收机2;目标信号分别在和波束1与和波束2上各 自有一个幅度值，通过这两个幅度值的比就能确定目标的方位信息。
[0013] 所述的和波束1与和波束2是同时产生的，而不是顺序产生的，两个波束在雷达同 一个脉冲周期内，属比幅单脉冲。
[0014] 所述的和波束1相对于不移相的和波束向左移相1°，和波束2相对于不移相的和波 束向右移相1°，移相越小对接收信号幅度衰减越小，只移相1°时，幅度衰减小于〇. OldB，对 测角的影响可忽略不计。
[0015] 所述的和波束1与和波束2取代原有差波束，提高零点位置幅度值，降低干扰信号 对零点附近位置的影响，保证了方位测角精度。（参见图1~4) 该改进幅度比幅测角装置及方法，20个单元天线接收到的目标信号通过衰减器进行切 比雪夫加权后送到一分二功分器进行移相处理，移相后使得一分二功分器左路信号相位从 左到右递增固定相位值3.68°，右路信号相位从左到右递减固定相位值3.68°，再将移相后 的信号送到五合一合成器分别形成4路左移回波A和4路右移回波B(参见图1)，最后4路左移 回波A经过3个二合一合成器进行移相与衰减处理后形成和波束1送往接收机1;4路右移回 波B经过3个二合一合成器进行移相与衰减处理后形成和波束2送往接收机2(参见图2)，这 样就得到了两个左右移相的和波束，即各自分别向左、向右移动1°(参见图3)目标信号分别 在这两个和波束上各有一个幅度值，通过这两个幅度值的比就能确定出目标的方位信息。
[0016] 以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作 任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术 实质对以上【具体实施方式】所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容 加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离 本发明的实质和范围。
【主权项】
1. 一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:改进型幅度比幅测角装置的天线 阵列每行由20个单元天线、4个功分合成器、1个信号合成器、两部接收机组成;每个功分合 成器内集成有5路衰减器、5个一分二功分器和2个五合一合成器;信号合成器中集成有6个 二合一合成器； 单元天线通过衰减器幅度加权后与一分二功分器连接，一分二功分器的信号1端与左 移回波输出五合一合成器连接，一分二功分器的信号2端与右移回波输出五合一合成器连 接;左移回波输出五合一合成器与右移回波输出五合一合成器两两一组组成4组，左移回波 输出五合一合成器输出端A再通过3个二合一合成器合成后连接到接收机1;右移回波输出 五合一合成器输出端B通过另外3个二合一合成器合成后连接到接收机2。2. 根据权利要求1所述的一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:所述的改进 幅度比幅测角装置是通过如下方法实现方位角高精度测量的： 天线接收的信号通过衰减器幅度加权后进入一分二功分器，一分二功分器将信号分成 两路的同时，还通过功分臂的长度对每路的相位进行固定偏差移相，一分二功分器分出的 信号1的相位从左到右依次递增一个固定相位值Λ Φ 固定相位值由公式3f算得出， 式中:d为单元天线间距，λ为雷达工作波长，φ为和波束移相度数； 一分二功分器分出的信号2的相位从左到右依次递减相同相位值，然后再分别将信号1 和信号2送往左移回波输出五合一合成器和右移回波输出五合一合成器中，分别形成4路左 移回波Α和4路右移回波Β，4路左移回波Α通过3个二合一合成器进行移相和衰减幅度加权后 形成和波束1，和波束1相对于不移相的和波束向左移相1° ;4路右移回波B通过3个二合一合 成器进行移相和衰减幅度加权后形成和波束2,和波束2相对于不移相的和波束向右移相 1°，在波瓣图上形成类似于差波瓣的波瓣图； 和波束1送往接收机1，和波束2送往接收机2;目标信号分别在和波束1与和波束2上各 自有一个幅度值，通过这两个幅度值的比就能确定目标的方位信息。3. 根据权利要求1所述的一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:所述的和波 束1与和波束2同时产生在雷达的同一个脉冲周期内；和波束1与和波束2属比幅单脉冲。4. 根据权利要求1所述的一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:所述的左移 和波束1相对于不移相的和波束向左移相1°，右移和波束2相对于不移相的和波束向右移相 1°，移相越小对接收信号幅度衰减越小，只移相1°时，幅度衰减小于O.OldB，对测角的影响 可忽略不计。5. 根据权利要求1所述的一种改进幅度比幅测角装置及方法，其特征在于:所述的和波 束1与和波束2取代原有差波束，提高零点位置幅度值，降低干扰信号对零点附近位置的影 响，保证了方位测角精度。
【文档编号】G01S13/06GK105866768SQ201610229378
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】朱忠好, 鲁艳, 徐登泽
【申请人】荆州南湖机械股份有限公司