单脉冲天线角度跟踪模拟技术

单脉冲天线角度跟踪模拟技术苏勋【摘要】通过对单脉冲天线方向图数学模型的研究,提出了一种角度跟踪模拟方法.采用信标和数控衰减器组合的方式,结合VxWorks操作系统成功实现了天线主、副瓣信号的模拟,工程应用情况良好,对当前武器装备仿真模拟训练系统的研制具有重要的参考价值.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)006【总页数】4页(P948-951)【关键词】测控系统;单脉冲天线;天线方向图;偏离角模拟;天线副瓣【作者】苏勋【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN82;V556仿真模拟训练系统的研制是当前武器装备建设的重要内容,在测控领域已经引起了广泛关注。

对靶场测控系统使用的训练模拟器而言,模拟内容包括角跟踪性能模拟、距离和速度动态模拟[1-3]、遥测遥控功能模拟、数传接收解调性能模拟等多项具体内容,其中角跟踪性能的仿真模拟难度较大。

测控系统中角度捕获是关键,它关系到整个测控活动的成败。

S频段测控系统可以通过跟踪过境卫星进行角度捕获的任务演练,但对于C频段测控系统,由于没有过境的低轨卫星跟踪,测控系统缺少一种可随时对设备跟踪性能进行检查、模拟演练的环境,因此有必要研究一种角跟踪模拟设备,与测控系统的天线与接收分系统一起构成角跟踪闭环系统,通过模拟各种测控活动前的校相过程、实际捕获过程,以达到对岗位人员进行实景训练提升技能的目的。

角跟踪模拟器以射频信号源、数控衰减器、数控移相器、信号处理单元为基础构建硬件模拟环境,模拟信号从高频接收机场放输入端注入测控系统。

根据天线和路/差路信号幅度归一化数学模型进行波束跟踪信号仿真,可得到天线波束捕获目标过程中完整的和路/差路信号电平、天线偏离角、误差电压理论值等原始数据;通过天线对塔标校可获得跟踪系统的AGC-S/Υ曲线、和路与差路信号在波束内的真实幅度差值。

据此可建立天线偏离角与角误差信号之间的参数映射表,存储在信号处理单元中以备调用。

单脉冲雷达的角度跟踪干扰研究孙富君 陶建锋 孙宏伟(空军工程大学导弹学院 三原713800)摘要 简单介绍了单脉冲雷达的特点及工作原理,重点分析了多部干扰机对单脉冲雷达的角度干扰问题,并对相干干扰和非相干干扰的干扰效果进行了讨论,指出两点源非相干干扰是实际工程中一种比较理想的干扰方式。

关键词 单脉冲雷达,相干干扰,非相干干扰,相位波前失真中图分类号:T N958.4 文献标识码:AResearch on Mono-pulse Radar Angle JammingSUN Fu-jun TAO Jian-feng SUN Hong-wei(M issile Institute,Air Force Engineering University Sanyuan713800) Abstract T his paper br iefly introduces the features and pr inciples of mono-pulse radar.It emphases on angle jamming of mono-pulse radar perfo rmed by several jamers and discusses the effects o f both coher ent jamming and incoherent ones.It is point-ed out that,in practice,tw o-point incoherent jam is an ideal jamming method.Key words mono-pulse radar,coherent jamming,incoher ent jamming,distortion of phase0 引 言对雷达进行干扰要对准雷达的四个系统:显示系统、距离跟踪系统、速度跟踪系统和角度跟踪系统。

在雷达发展的早期,只要对前三个系统中的一个(或两个)系统进行有效地干扰,就可达到破坏雷达角跟踪系统正常工作的目的。

单脉冲天线用几个波束同时从一个脉冲中获得目标方向信息的跟踪天线。

单脉冲体制的研究始自30年代。

1947年美国R.M.贝奇比较完整地提出单脉冲方案。

1957年美国研制成第一部单脉冲靶场精密跟踪雷达，此后单脉冲天线遂得到迅速发展。

工作原理为了获得目标方向信息，需要在同一瞬间对数个天线波束收到的回波信号进行比较，这有三种方法。

①幅度单脉冲法：比较偏轴波束收到信号的幅度调制来提取信息；②相位单脉冲法：比较两个波束收到信号的相位来提取角信息；③幅相单脉冲法：一个平面比较幅度产生误差信号，另一平面比较相位产生误差信号。

幅度单脉冲法由于天线结构合理、电性能好和电轴稳定，应用最广。

它的经典形式由四喇叭馈源和一个反射面组成，经比较网络可得和信号、方位差信号和俯仰差信号。

和信号提供目标距离信息并作为参考信号。

差信号提供角误差信息，其幅度确定目标偏轴大小，误差信号与参考信号的相位差确定偏轴方向。

当电轴对准目标时,误差信号为零,此时天线不转动；当目标偏离轴向时则有误差信号输出，伺服系统便驱使天线正向或反向运动，直至自动跟踪目标。

幅度单脉冲天线的主要质量指标是距离灵敏度、角度灵敏度和误差灵敏度。

距离灵敏度是和信号随目标距离的变化率。

角度灵敏度是误差信号随目标角位置的变化率。

误差灵敏度是误差信号在瞄准轴上的变化率，即误差电压在瞄准轴上的斜率。

它们直接同天线的和波束增益、差波束斜率和增益有关。

馈源馈源是单脉冲天线的关键，它分为多喇叭馈源、多模馈源及多模多喇叭馈源。

多喇叭馈源包括四喇叭、五喇叭、八喇叭和十二喇叭馈源等。

多模馈源是利用方形或圆形光壁波导或波纹波导中的高次模来形成和差信号。

多模多喇叭馈源是在E面用重叠的四个喇叭实现和差,H面用多模实现和差，这种馈源能在两个主平面实现2:1的激励宽度,其电性能与理想馈源取得的性能相当接近，同时也简化了比较网络和混合接头。

单脉冲天线单脉冲天线最常用的形式是双反射面天线（见反射面天线）。

“雷达原理”作业报告题目关于单脉冲角度跟踪在雷达系统中的应用的研究学生年级班级学号专业学院摘要介绍了单脉冲雷达角跟踪系统的组成及比幅度单脉冲角跟踪原理，同时置零法原理，并对同时置零法进行了计算机仿真。

引言单脉冲测角，顾名思义即只需要一个回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。

它不仅能够抑制幅度调制的干扰信号，并且具有较强的跟踪干扰源的能力，成为目前雷达普遍采用的测角方式。

1脉冲雷达角跟踪系统的组成及比幅度原理单脉冲雷达角跟踪系统一般由扫描天线以及信号变换(混频、中放等)、相敏检波和伺服系统组成，其系统的组成如图l所示。

其中和差网络完成和、差处理，形成和差波束。

信号变换用以变换信号参数之间的相位关系。

相敏检波形成角跟踪误差信号。

伺服系统根据角跟踪误差信号控制天线的转动。

图1 角跟踪系统组成框图基本工作原理为：天线接收到的回波信号经“和差网络”后形成包含目标角误差信号的高频信号，经“信号变换”(包括混频、中放等)后送至“相敏检波”电路，检出角误差信号。

最后，伺服系统控制天线转动，直到角误差为0(天线电轴对准目标)。

2 比幅度单脉冲角跟踪原理角误差信号。

雷达天线在一个角平面内有两个部分重叠的波束, 如图1 所示, 振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号的基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和、差处理, 分别得到和信号与差信号。

其中差信号即为该角平面内的角误差信号。

设和信号为EΣ,其振幅为两信号振幅之和, 相位与到达和端的两信号相位相同，且与目标偏离天线轴线的方向无关。

假定两个波束的方向性函数完全相同, 设为F(θ), 两波束接收到的信号电压振幅为E1、E2，并且到达和差比较器Σ 端时保持不变, 两波束相对天线轴线的偏角为δ, 则对于方向θ的目标，和信号的振幅表达式如下：式中，为接收和波束方向性函数，与发射和波束的方向性函数完全相同。

图2 单脉冲比幅测角原理图在和差比较器的Δ(差)端，两信号反相相加, 输出差信号, 设为EΔ。

西北工业大学网络教育学院毕业设计论文题目：单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用班级：工业工程（专起本）姓名：昝海军指导老师：于浩答辩时间： 2008 年月日西北工业大学网络教育学院任务书毕业设计论文一、题目：单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用二、指导思想和目的要求；通过单脉冲原理在雷达罩电性能参数测试中的应用的分析，给出了利用单脉冲天线的和差响应原理配置的雷达罩电气性能测试框图，分析了测试系统的工作原理及测试误差，介绍了功率传输系数及瞄准误差的数据处理方法，为该系统用于雷达罩测试提供了可靠的理论依据，同时给出了雷达天线罩电性能测试进一步发展的方向。

三、进度与要求：（一）第一阶段，确定论文范围按照西北工业大学网络教育学院要求，填写毕业论文题目调查表，确定论文的选题范围。

（二）第二阶段，确定论文题目根据本人的工作经历，按照系统的思维方式，寻求工作中的改进机会，并就雷达罩测试转台精度与运行平稳度的改造及完善测试系统数据采集、处理软件等几个方面提出了自己的意见和建议。

经过仔细斟酌，认真推敲，并和本人的指导老师多次沟通和协调，确定本论文的题目。

（三）第三阶段，确定论文提纲根据指导老师的启发和引导，通过翻阅大量技术文献，结合工作实际特点，逐步勾画轮廓，清晰论文骨架。

从全局角度出发，构思论文结构，形成论文提纲，并经指导老师审阅合格。

（四）第四阶段，确定论文内容根据第三阶段提纲，本人参照技术文献内容，结合在西北工业大学网络教育学院学习的新知识，沿着大纲给定的主线，拓展并深化论文内容。

并上交本人的毕业论文初稿。

（五）第五阶段，进行论文评阅根据指导老师的评阅结果以及提出的问题，对本人的论文进行最后的修正和完善。

（六）第六阶段，进入论文答辩按照西北工业大学网络教育学院要求，进入论文答辩。

五、主要参考书及参考资料：[1] 李鸣、张鲁滨、李弩等.航空工程手册·航电综合类. 北京：航空工业出版社，2001[2] 张恩祥、党昭坤等.HB6186—89机载雷达罩通用规范.航空航天工业部，1989[3] 栾恩杰等.国防科技名词大典·电子篇.北京：航空工业出版社、兵器工业出版社、原子能出版社，2002[4] 王小谟、张光义等.雷达与探测.北京：国防科技工业出版社，2000[5] 魏文元.天线及测角精度.西安：西北电讯工程学院出版社，1975[6]郭辉萍、刘学观.电磁场与电磁波.西安：西安电子科技大学出版社，2003[7] 毛乃宏.天线测量手册.北京：国防工业出版社，1987[8] 王一平等.传输·辐射·传播. 西安：西安电子科技大学出版社，2006[9] 张祖稷.雷达天线技术.北京：电子工业出版社，2005[10] 廖承恩.微波技术基础.西安：西安电子科技大学出版社，1994[11] 林占江.电子测量技术.北京：电子工业出版社，2006[12] 张肃文、陆兆熊等.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，1993学习中心：陕飞校外学习中心班级: 014703216专业：工业工程学生：昝海军指导教师：于浩目录摘要 (1)第1章雷达罩及其主要电气性能参数概念 (1)1 概述 (1)2 雷达罩的概念 (1)3 雷达罩主要电性能参数 (2)3.1 瞄准误差 (2)3.2 瞄准误差率 (2)3.3 功率传输系数 (2)4 小结 (3)第2章单脉冲原理 (4)1 单脉冲技术 (4)2 幅度比较单脉冲技术 (4)3 小结 (6)第3章用单脉冲原理测试雷达罩电性能参数 (7)1 测试系统组成 (7)1.1 雷达天线 (7)1.2 比幅式单脉冲天线 (8)2 对单脉冲天线的性能要求 (11)3 系统的测试原理 (13)4 系统的调整与测试程序 (14)5 瞄准误差测量时的系统误差分析 (16)6 小结 (17)第4章总结 (19)1 雷达罩测试转台精度与运行平稳度的改造 (19)2 完善测试系统数据采集、处理软件 (19)3 对雷达罩测试转台进行有效的屏蔽 (20)4 充分挖掘现有仪器、设备潜力 (20)致谢词 (21)参考资料 (22)摘要雷达的英文名称为Radar(Radio Detection Ranging)，其含义是指用无线电方法对目标进行探测和测距。

matlab单脉冲跟踪算法
MATLAB单脉冲跟踪算法是一种用于雷达信号处理的算法，用于精确定位目标。

单脉冲跟踪技术是一种高精度测向技术，通常用于测量雷达目标的方向。

MATLAB提供了许多工具和函数，用于实现单脉冲跟踪算法。

单脉冲跟踪算法的基本原理是通过比较接收到的信号的相位差来确定目标的方向。

MATLAB中可以利用信号处理工具箱中的函数来实现这一算法。

一般来说，单脉冲跟踪算法包括以下几个步骤：
1. 数据预处理，包括信号采集、滤波、去噪等操作，MATLAB 中可以利用滤波函数和信号处理工具箱中的函数来实现。

2. 脉冲压缩，通过脉冲压缩技术可以提高信噪比，MATLAB中可以利用相关函数来实现脉冲压缩。

3. 脉冲对比度增强，通过增强脉冲信号的对比度来提高跟踪的精度，MATLAB中可以利用增强对比度的算法来实现。

4. 方向估计，利用接收到的信号相位差来估计目标的方向，
MATLAB中可以利用数学工具箱中的函数来实现方向估计算法。

5. 跟踪，根据方向估计的结果对目标进行跟踪，MATLAB中可
以利用跟踪算法来实现目标跟踪。

除了以上基本步骤，单脉冲跟踪算法还涉及到许多细节问题，
比如多目标跟踪、抗干扰能力等。

MATLAB提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师和研究人员实现复杂的单脉冲跟踪算法，并且可以
通过可视化工具对算法进行直观的展示和分析。

总之，MATLAB提供了丰富的工具和函数，可以帮助工程师和研
究人员实现单脉冲跟踪算法，并且可以通过可视化工具对算法进行
直观的展示和分析，从而提高雷达信号处理的效率和精度。

“单脉冲跟踪技术”作业报告题目关于单脉冲角度跟踪技术研究学生李林森年级2009级班级020931班学号********专业信息对抗技术学院电子工程学院西安电子科技大学2011年11月引言自第二次世界大战开始，雷达就应用在军事方面，从尖端武器到常规武器，从防御性武器到进攻性武器有它的身影。

随着无线电技术的进步，现代雷达具有多种功能，它的作用已经不能被其字面意义简单的概括出来，现代雷达不但能够截获、探测、侦察目标，测量目标的距离、方位、仰角、速度，确定目标的形态，还能实现测绘、导航、监视、边扫描边跟踪等一系列新功能。

数字技术的飞速发展和电子计算机的问世，使雷达的结构组成和设计发生了根本性的变化，仿真技术也应世迅速发展起来。

采用这些技术后，雷达的工作性能大为提高，测量精度也提高了一个数量级以上。

近年来，雷达作为一种探测目标的重要工具，在军事和民用领域发挥越来越重要的作用。

其主要任务是在存在噪声、杂波与干扰的背景中检测并跟踪、测量来自空中、地面或水面上的有用目标。

随着电子器件技术和计算机技术的迅速发展，各种雷达信号处理技术的理论与应用研究成为一大热门领域和关键课题，雷达信号处理主要围绕对目标信号的变换、检测、跟踪、识别以及威胁判断等问题而进行，其中对目标的精确方位角测量是目标信号处理的一个重要环节，同时也是信号处理中的一个关键问题。

单脉冲体制雷达是一种在圆锥扫描等雷达体制之后发展起来的比较先进的雷达体制，它与圆锥扫描等比较“老”的雷达体制的区别在于采用了不同的定向原理，具有更高的定向精度，因而在航空以及军事等领域有广泛的应用。

使用单脉冲定向法，只需要一个回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息，这也是“单脉冲”定向这一术语的来源。

因为单脉冲雷达只用一个脉冲定向，所以回波信号的幅度起伏不会对角坐标的测量精度产生显著的影响。

单脉冲定向是依靠多路接收技术实现的，它是用几个独立的接收支路来同时接收目标信号的回波信号，然后再将这些信号的参数加以比较。