一种测角方法、测角装置及测角系统与流程

本发明属于雷达探测技术领域，特别涉及一种测角方法、测角装置及测角系统。

背景技术：

近些年以来，随着对雷达探测性能要求的提高，在大力发展射频组件和信号处理技术的同时，对天线提出了更高的要求。矩形波导缝隙阵体制天线以其体积小、重量轻、口径效率高、副瓣低等优点在雷达系统中获得了广泛应用，特别是在如ku波段(12ghz～18ghz)和ka波段(27ghz～40ghz)的高频段雷达。

例如，如图1所示，行波阵波导形式天线虽然具有带宽宽、匹配好设计等优点，但是有最大辐射方向与天线阵面法向存在偏差且不同频点偏角不同等缺点。

图2和图3示出了行波阵波导形式天线9个不同频点的方位方向图。从图中可以知道，行波阵波导形式天线的方位方向图由单根波导组成，仅有和波束，没有差波束，不能对目标进行长时间稳定跟踪，只能采用搜索模式，因此无法进一步提高方位角和俯仰角测角精度。

因此，如何对目标进行长时间稳定跟踪以及提高方位角和俯仰角的精度的测角方法成为了一个亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题之一是实现对目标进行长时间稳定跟踪以及提高方位角和俯仰角测角精度的测角方法。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种测角方法，包括：

将两个不同的工作频点进行捷变频，得到所述两个不同的工作频点的点迹信息，其中点迹信息包括方位角对应的幅度值；

对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值；

将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值；

根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量；

基于所述脱靶量计算目标的角度。

优选地，在将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值后，将所述幅度比值取绝对值；

根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量包括：根据所述幅度比值的绝对值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量。

本发明实施例还公开了一种测角装置，包括：

捷变频模块，其配置为将两个不同的工作频点进行捷变频，得到所述两个不同的工作频点的点迹信息，其中点迹信息包括方位角对应的幅度值；

和差模块，其配置为对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值；

比值模块，其配置为将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值；

计算模块，其配置为根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度。

优选地，比值模块配置为在将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值后，将所述幅度比值取绝对值；

计算模块配置为根据所述幅度比值的绝对值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量。

本发明还公开了一种测角系统，包括：

操控终端，其配置为选择需要捷变频的两个不同的工作频点，并发送给数据处理组件；

数据处理组件，其配置为根据所述两个不同的工作频点的先后顺序将所述两个不同的工作频点发送给信号处理组件，并且接收信号处理组件输出的所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点，对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值，将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值，根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度；

信号处理组件，其配置为根据接收的所述两个不同的工作频点和系统工作时序将频控码输出至频综组件，并且接收并处理来自接收组件的中频回波信号得到所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点；

频综组件，其配置为根据所述频控码和所述系统工作时序产生所述两个不同的工作频点的激励信号；

发射组件，其配置为接收所述激励信号，并对所述激励信号进行放大和滤波处理后输出发射信号给发射天线；

发射天线，其配置为将所述发射信号辐射出去；

接收天线，其配置为接收所述发射信号的回波信号；

接收组件，其配置为接收来自所述接收天线的回波信号和来自所述频综组件的激励信号，经变频和滤波处理后，输出所述中频回波信号至信号处理组件。

优选地，所述发射天线和所述接收天线为同一天线。

优选地，所述发射天线和所述接收天线为行波阵波导天线。

优选地，所述数据处理组件配置为接收信号处理组件输出的所述两个不同的工作频点的多帧点迹信息，根据所述多帧点迹信息计算平均点迹信息，利用所述两个不同的工作频点的平均点迹信息计算目标的角度。

本发明实施例还公开了一种测角方法，包括：

选择需要捷变频的两个不同的工作频点；

根据所述两个不同的工作频点的先后顺序发送所述两个不同的工作频点；

根据所述两个不同的工作频点和系统工作时序得到频控码；

根据所述频控码和所述系统工作时序产生所述两个不同的工作频点的激励信号；

接收所述激励信号，对所述激励信号进行放大和滤波处理后输出发射信号；

将所述发射信号辐射出去；

接收所述发射信号的回波信号；

接收所述回波信号和所述激励信号，经变频和滤波处理后，输出中频回波信号；

处理所述中频回波信号得到所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点；

接收所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点，对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值，将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值，根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度。

优选地，接收所述两个不同的工作频点的点迹信息，包括：

接收所述两个不同的工作频点的多帧点迹信息，根据所述多帧点迹信息计算平均点迹信息，利用所述两个不同的工作频点的平均点迹信息计算目标的角度。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

由于不仅有和波束，还有差波束，能够对目标进行长时间稳定跟踪，从而经一部提高方位角和俯仰角的精度。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是行波阵波导形式天线的结构示意图；

图2是行波阵波导形式天线9个不同频点的方位方向图，其中，图中的每条线表示一个频点随方位角的不同幅度的变化的图线；

图3是图2中方框a的放大图；

图4是本发明实施例的测角方法的流程示意图；

图5是利用本发明实施例的测角方法对图3中的两个工作频点进行幅度值的和运算和幅度值的差运算后得到的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条图；

图6是利用本发明实施例的测角方法根据图4中的两个工作频点的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条得到的幅度比值随方位角变化的线条图；

图7是利用本发明实施例的测角方法根据图4中的两个工作频点的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条得到的幅度比值的绝对值随方位角变化的线条图；

图8是本发明实施例的测角装置的结构框图；

图9是本发明实施例的测角装置的结构框图；

图10是本发明另一实施例的测角方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

一种测角方法，包括：将两个不同的工作频点进行捷变频，得到所述两个不同的工作频点的点迹信息，其中点迹信息包括方位角对应的幅度值；对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值；将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值；根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量；基于所述脱靶量计算目标的角度。

通过对两个不同的工作频点的点迹信息中方位角对应的幅度值进行运算，得到两个不同的工作频点的幅度和值、幅度差值，进而根据幅度和值和幅度差值得到幅度比值，计算目标的角度。由于不仅有和波束，还有差波束，能够对目标进行长时间稳定跟踪，从而经一部提高方位角和俯仰角的精度。

下面以四个具体的实施例对本发明作进一步说明。

如图4所示，为本发明实施例的一种测角方法，其包括：

s11，将两个不同的工作频点进行捷变频，得到所述两个不同的工作频点的点迹信息，其中点迹信息包括方位角对应的幅度值。例如，两个不同的工作频点的点迹信息为两个不同的工作频点随方位角变化的幅度值的两个线条，或者，两个不同的工作频点的点迹信息为两个不同的工作频点的方位角以及方位角对应的幅度值的多个数对，每个数对表示一个方位角以及与方位角对应的幅度值。

s12，对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值。

例如，对两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值包括对两个不同的工作频点的多个数对进行幅度值的和运算，即，将第一工作频点的方位角对应的幅度值与第二工作频点的相同方位角对应的幅度值进行和运算，从而幅度和值体现为多个值，方位角以及与方位角对应的幅度和值可以组成幅度和值数对。对两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的差运算以得到幅度差值包括对两个不同的工作频点的多个数对进行幅度值的差运算，即，将第一工作频点的方位角对应的幅度值与第二工作频点的相同方位角对应的幅度值进行差运算，从而幅度差值体现为多个值，方位角以及与方位角对应的幅度差值可以组成幅度差值数对。

例如，图5中示出的对图3中的两个工作频点进行幅度值的和运算和幅度值的差运算后得到的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条。

s13，将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值

例如，将幅度和值数对中的方位角对应的幅度和值除以幅度差值数对中的相同方位角对应的幅度差值，进而得到该方位角以及与该方位角对应的幅度比值构成的幅度比值数对。

例如，图6中示出的根据图4中的两个工作频点的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条得到的幅度比值随方位角变化的线条。图6中，两个不同频点的幅度比值随方位角变化的线条具有方向性和单调性。

s14，根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量。

通过查表的方式可以根据幅度比值数对，即幅度比值以及幅度比值对应的方位角，得到对应的脱靶量。

s15，基于所述脱靶量计算目标的角度。

由于不仅有和波束，还有差波束，能够对目标进行长时间稳定跟踪，从而经一部提高方位角和俯仰角的精度。

在一个实施例中，在将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值后，将所述幅度比值取绝对值；

根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量包括：根据所述幅度比值的绝对值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量。

如图7所示，根据图4中的两个工作频点的幅度和值以及幅度差值随方位角变化的线条得到的幅度比值的绝对值随方位角变化的线条。图7中，两个不同频点的幅度比值的绝对值随方位角变化的线条随着脱靶量不同，幅度差异不同，并且与传统单脉冲和差波束测角方向图基本相同。

如图8所示，本发明实施例还公开了一种测角装置，其包括：

捷变频模块11，其配置为将两个不同的工作频点进行捷变频，得到所述两个不同的工作频点的点迹信息，其中点迹信息包括方位角对应的幅度值；

和差模块12，其配置为对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值；

比值模块13，其配置为将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值；

计算模块14，其配置为根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度。

由于测角装置不仅有和波束，还有差波束，能够对目标进行长时间稳定跟踪，从而经一部提高方位角和俯仰角的精度。

在一个实施例中，比值模块13配置为在将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值后，将所述幅度比值取绝对值；

计算模块14配置为根据所述幅度比值的绝对值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量。

其中，关于点迹信息、幅度值的和运算、幅度值的差运算、幅度和值、幅度差值、幅度比值等可以参考上一个实施例，在此不再赘述。

如图9所示，本发明实施例还公开一种测角系统，其包括：

操控终端21，其配置为选择需要捷变频的两个不同的工作频点，并发送给数据处理组件。选择的两个不同的工作频点可以根据目标运行的速度而定。

数据处理组件22，其配置为根据所述两个不同的工作频点的先后顺序将所述两个不同的工作频点发送给信号处理组件，并且接收信号处理组件输出的所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点，对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值，将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值，根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度。其中，数据处理组件22的处理过程可以参考第一个实施例进行处理，在此不再赘述。目标的角度是目标的航迹数据中的一部分。

信号处理组件23，其配置为根据接收的所述两个不同的工作频点和系统工作时序将频控码输出至频综组件，并且接收并处理来自接收组件的中频回波信号得到所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点；

频综组件24，其配置为根据所述频控码和所述系统工作时序产生所述两个不同的工作频点的激励信号；

发射组件25，其配置为接收所述激励信号，并对所述激励信号进行放大和滤波处理后输出发射信号给发射天线；

发射天线26，其配置为将所述发射信号辐射出去；

接收天线27，其配置为接收所述发射信号的回波信号；

接收组件28，其配置为接收来自所述接收天线的回波信号和来自所述频综组件的激励信号，经变频和滤波处理后，输出所述中频回波信号至信号处理组件。

在一个实施例中，所述发射天线和所述接收天线为同一天线。

在一个实施例中，所述发射天线和所述接收天线为行波阵波导天线。

在一个实施例中，所述数据处理组件22配置为接收信号处理组件输出的所述两个不同的工作频点的多帧点迹信息，根据所述多帧点迹信息计算平均点迹信息，利用所述两个不同的工作频点的平均点迹信息计算目标的角度，从而可以降低目标幅度起伏可能造成的影响。

如图10所示，本发明实施例还公开了一种测角方法，其包括：

s21，选择需要捷变频的两个不同的工作频点。选择的两个不同的工作频点可以根据目标运行的速度而定。

s22，根据所述两个不同的工作频点的先后顺序发送所述两个不同的工作频点。

s23，根据所述两个不同的工作频点和系统工作时序得到频控码。

s24，根据所述频控码和所述系统工作时序产生所述两个不同的工作频点的激励信号。

s25，接收所述激励信号，对所述激励信号进行放大和滤波处理后输出发射信号。

s26，将所述发射信号辐射出去。

s27，接收所述发射信号的回波信号。

辐射发射信号的发射天线和接收回波信号的接收天线为同一天线。

在一个实施例中，所述发射天线和所述接收天线为行波阵波导天线。

s28，接收所述回波信号和所述激励信号，经变频和滤波处理后，输出中频回波信号。

s29，处理所述中频回波信号得到所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点。

s210，接收所述两个不同的工作频点的点迹信息和所述两个不同的工作频点，对所述两个不同的工作频点的点迹信息进行幅度值的和运算以得到幅度和值以及进行幅度值的差运算以得到幅度差值，其中，幅度值的和运算的计算公式为σ_a＝af1+af2，幅度值的差运算的计算公式为δ_a＝af1-af2，σ_a为幅度和值，δ_a为幅度差值，af1为第一工作频点的方位角对应的幅度值，af2为第二工作频点的方位角对应的幅度值，将所述幅度和值除以所述幅度差值得到幅度比值，根据所述幅度比值以及与所述幅度比值对应的方位角得到脱靶量，基于所述脱靶量计算目标的角度。处理过程可以参考第一个实施例进行处理，在此不再赘述。

在一个实施例中，s210，接收所述两个不同的工作频点的点迹信息，包括：

接收所述两个不同的工作频点的多帧点迹信息，根据所述多帧点迹信息计算平均点迹信息，利用所述两个不同的工作频点的平均点迹信息计算目标的角度，从而可以降低目标幅度起伏可能造成的影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。