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雷达原理大作业单脉冲自动测角的原理及应用学院：电子工程学院作者：2016年5月21日单脉冲自动测角的原理及应用一．摘要单脉冲测角法是属于振幅法测角中的等信号法中的一种，其测角精度高，抗干扰能力强，在现实中得到了广泛的应用。
而其中对于接收支路要求不太严格的双平面振幅和差式单脉冲雷达，更是备受青睐。
本文首先讲述了单平面振幅和差式单脉冲雷达自动测角的原理，再简述了双平面振幅和差式单脉冲雷达自动测角的结构框图，接着简述了本文仿真所用的一些原理和公式推导，包括天线方向图函数及其导数的推导，最后做了基于高斯形天线方向图函数的单脉冲自动测角，基于辛克函数形天线方向图函数的单脉冲自动测角，和基于高斯形天线方向图函数的双平面单脉冲自动测角。
源代码在附录里。
二．重要的符号说明三．单平面振幅和差式单脉冲自动测角原理单脉冲测角法是属于振幅法测角中的等信号法中的一种。
在单平面内，两个相同的波束部分重叠，交叠方向即为等信号轴的方向。
将这两个波束接收到的回波信号进行比较就可以在一定范围内，一定精度要求下测到目标的所在角度。
因为两个波束同时接到回波，故单脉冲测角获得目标角误差信息的时间可以很短，理论上只要分析一个回波脉冲即可，所以称之为“单脉冲”。
因取出角误差的具体方式不同，单脉冲雷达种类很多，其中应用最广的是振幅和差式单脉冲雷达，其基本原理说明如下：1.角误差信号雷达天线在一个平面内有两个重叠的部分，如下图1所示：图1.振幅和差式单脉冲雷达波束图(a)两馈源形成的波束 (b)和波束 (c)差波束振幅和差式单脉冲雷达取得角误差信号基本方法是将这两个波束同时收到的信号进行和差处理，分别得到和信号和差信号。
其中差信号即为该角平面内角误差信号。
若目标处在天线轴方向（等信号轴），误差角0ε=，则两波束收到的回波信号振幅相同，差信号等于0。
目标偏离等信号轴而有一个误差角ε时，差信号输出振幅与ε成正比而其符号则由偏离方向决定。
2.和差比较器这里主要使用双T 插头，示意图如下图2（a ）所示。
单脉冲测角技术作者：轩健来源：《科技风》2018年第03期摘要：现代社会，随着导弹、卫星和宇航技术的大幅提高和进步，雷达技术逐渐应用到了越来越多的领域中。
对于目标信号，雷达不仅需要测量目标距离，还包括目标的参数测量，而在某些应用中为了快速地提供目标的精确坐标值，还需要采用自动测角的方法。
单脉冲测角技术定向精度高、实现简单、稳健性好，本文的工作就是围绕着单脉冲技术在雷达中的应用展开的。
文章首先简要阐述了研究的背景和意义，重点表明了单脉冲技术的优势，然后介绍了单脉冲技术测角的原理，最后讨论了该技术存在的缺陷。
关键词：雷达测角；单脉冲技术；同时波瓣测角一、论文研究的背景和意义这些年来，火箭、导弹、人造卫星和宇航技术的日益成熟和不断发展，随之而来的是对跟踪雷达的配套技术的迫切要求，这些方面和指标主要体现在其跟踪的速度、跟踪的精度、跟踪的距离和抵抗外界干扰的能力等方面。
在很大一部分应用情况下，跟踪和检测一个目标，雷达不仅需要估计目标的距离值和速度值，而且要额外计算目标的角坐标。
目前普遍有三种雷达测角方法：顺序波瓣法、圆锥扫描跟踪、单脉冲[1]技术。
顺序波瓣法利用两波束交替出现，或只要其中一个波束，使它绕等信号轴旋转，波束便按时间顺序在1，2位置交替出现。
单脉冲法则使用两套一样的接收系统同时工作。
它们都是属于等信号法[2]。
圆锥扫描法属于最大信号法，天线波束围绕等强线锥形旋转。
当目标偏离其等强线时，接收机收到一个调幅信号的，由此计算出目标的偏离值。
然后将接收机输出的偏离大小的误差值，送到伺服控制电路，使天线对准目标。
单脉冲雷达有很多其他雷达无法比拟和企及的优势。
首当其冲的当属其测量精度，其之所以能达到如此高的测量精度与其工作原理是分不开的。
我们知道单脉冲雷达不会随着目标回波幅度的起伏变化而变化，而其他类型的雷达比如：圆锥扫描雷达却会随着随着目标回波幅度的起伏变化而发生相应的变化，从而产生了一种附加的调制误差。
西安电子科技大学雷达大作业单脉冲雷达在测角方面的应用姓名：刘万康班级：1302031一、自动测角系统简介在火控系统中使用的雷达，必须快速连续地提供单个目标（飞机、导弹等）坐标的精确数值，此外在靶场测量、卫星跟踪、宇宙航行等方面应用时，雷达也是观测一个目标，而且必须准确地提供目标坐标的测量数据。
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经数据传递系统送到计算机数据处理系统。
和自动测距需要有一个时间鉴别器一样，自动测角也必须要有一个角误差鉴别器。
当目标方向偏离天线轴线（即出现了误角差ε）时，就能产生误差电压。
误差电压的大小正比于误角差ε，其极性随偏离方向不同而改变。
次误差电压经跟踪系统变换、放大、处理后，控制天线向减小误差角的方向运动，使天线轴线对准目标。
用等信号法测角时，在一个角平面内需要两个波束。
这两个波束可以交替出现（顺序波瓣法），也可以同时存在（同时波瓣法）。
前一种方式以圆锥扫描雷达为典型，后一种是单脉冲雷达。
二、单脉冲雷达简介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，将各波束回波信号的振幅和相位经行比较，当目标位于天线轴线上时，各波束回波信号的振幅和相位相等，信号差为零；当目标不在天线轴线上时，个波束回波信号的振幅和相位不等，产生信号差，驱动天线转向目标直至天线轴线对准目标，这样便可测出目标的高低角和方位角，从各波束接收的信号之和，可测出目标的距离。
从而实现目标的测量和跟踪。
三、单脉冲雷达的自动测角系统中的优势1、角度跟踪精度与圆锥扫描雷达相比，单脉冲雷达的角度跟踪精度要高得多。
其主要原因有以下两点：第一，圆锥扫描雷达至少要经过一个圆锥扫描周期后才能获得角误差信息，在此期间，目标振幅起伏噪声也叠加在圆锥扫描调制信号（角误差信号）上形成干扰，而自动增益控制电路的带宽又不能太宽，以免将频率为圆锥扫描频率的角误差信号也平滑掉，因而不能消除目标振幅起伏噪声的影响，在锥扫频率附近一定带宽内的振幅起伏噪声可以进入角跟踪系统，引起测角误差。
单脉冲测角原理
单脉冲测角技术是一种用于雷达测向的方法，它通过测量目标返回信号的相位
差来实现高精度的测向。
在雷达系统中，测向是非常重要的，它决定了雷达系统对目标的探测和跟踪能力。
单脉冲测角技术的提出，极大地提高了雷达系统的测向精度和抗干扰能力，因此受到了广泛的关注和应用。
单脉冲测角技术的原理非常简单，它利用了雷达波束的方向特性和目标返回信
号的相位信息。
当雷达波束照射到目标时，目标会返回一个信号给雷达系统。
这个信号经过接收机接收后，会被分成两路，分别经过两个通道进行处理。
经过处理后的信号会被送入测角计算单元，通过计算两路信号的相位差，就可以得到目标的测向角度。
单脉冲测角技术的优势在于它能够实现高精度的测向，而且具有抗干扰能力强
的特点。
传统的测向方法往往受到多径效应、信号干扰等因素的影响，导致了测向精度的下降。
而单脉冲测角技术通过对相位差的精确测量，可以有效地克服这些问题，实现更加可靠和准确的测向。
此外，单脉冲测角技术还具有快速测向的特点。
传统的测向方法往往需要多次
测量才能得到准确的测向结果，而单脉冲测角技术只需要一次测量就可以得到目标的测向角度。
这不仅提高了雷达系统的响应速度，也降低了对目标的干扰，提高了雷达系统的实战能力。
综上所述，单脉冲测角技术是一种非常重要的雷达测向方法，它通过测量目标
返回信号的相位差来实现高精度、抗干扰和快速测向。
在现代雷达系统中，单脉冲测角技术已经得到了广泛的应用，并且不断得到改进和完善。
相信随着技术的进步，单脉冲测角技术将会发挥更加重要的作用，为雷达系统的性能提升和战场指挥提供更加可靠的支持。
“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。
基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度研究甘明【摘要】测角算法为移动平台间的定向通信提供了保证，因此，重点研究了基于相控阵天线单脉冲测角算法的测角精度，分析了影响测角精度的若干因素，并提出了保障测角精度的措施。
最后，仿真分析了测角精度的若干影响因素，仿真结果与分析一致，并验证了保障测角精度措施的有效性。
%Angle measurement algorithm guarantees the beam communication among mobile platforms. Therefore,a re⁃search was conducted on the precision of monopulse angle measurement based on phased array antenna. The factors influencing the angle measurement precision were analyzed,and the measures to guarantee the precision were provided. Finally,the simula⁃tion was carried out to analyze the factors affecting the angle measurementprecision,which was conform to the theoretic analy⁃sis,and the measures to guarantee the precision were validated to be effective.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】5页(P89-93)【关键词】定向通信;相控阵天线;和差波束;单脉冲测角;测角精度【作者】甘明【作者单位】中国西南电子技术研究所，四川成都 610036【正文语种】中文【中图分类】TN82-340 引言移动通信的不断发展，通信系统对通信距离和范围的要求越来越高。
China Computer & Communication和差波束测角的目标角度偏向判断方法李 波1,2（1.中国电子科技集团第三十八所，安徽 合肥 230088；2.孔径阵列与空间探测安徽省重点实验室，安徽 合肥 230088）摘 要：针对和差波束比幅测角得到的目标角度出现多值问题，通过仿真分析，给出了和差波束比幅测角得到的目标角度相对于主波束指向偏向的判断方法。
该方法简化了确定目标偏向的计算过程，提高了计算效率，并在工程实现中进行了应用验证。
关键词：和差波束；比幅测角；目标偏向中图分类号：TP391.41；TP183 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2020）06-049-04Sum and Difference Beam Angle Measurement of the Target Angle DeviationJudgment MethodLi Bo1,2(1. No 38 Research Institite of China Electrlics Technology Grop Corporation, Hefei Anhui 230088, China; 2. Key Laboratory ofAperture Array and Space Aplication, Hefei Anhui 230088, China)Abstract: Aiming at the multi-value problem of the target angle obtained by measuring the angle of then subcomponent of the sum and difference beam ratio,a method of judging the target angle obtained by measuring the angle of the sum and difference beam ratio relative to the direction deviation of the main beam is given through simulation analysis.This method the sign of the imaginary part of the conjugate product of difference beam and sum beam to determine the deviation of the target angle relative to the direction of the main beam,the calculation process of determining the target deviation is simplified and the calculation efficiency improved,the application is verified in the engineering implementation.Key words: sum difference beam; amplitude comparison angle measurement; target deviation０ 引言数字相控阵雷达是一种新型相控阵列雷达的雷达，可以按需求在任意方向形成波束，灵活、精度高并且抗干扰能力强，是现代军事战争中的重要装备[1]。
单脉冲测角在无人机探测中的应用发表时间：2020-11-30T02:31:39.867Z 来源：《现代电信科技》2020年第11期作者：吕青懋[导读] 近年来，随着航空科技进步，民用无人机市场发展迅猛，以旋翼无人机为代表的消费级无人飞行器正以井喷式速度进入大众的日常生活中。
（四川九强通信科技有限公司四川绵阳 621000）摘要：本文论述了单脉冲测角算法在无人机探测中的一种应用方法。
整个系统在嵌入式平台中完成，通过下变频模块将天线接收到的无线电信号下变频后，送入采样模块进行采样后输出和差数据，单脉冲测角模块对两路输入的和差信号进行比幅和比相，输出幅比和相差的电压信号，再对其采样，根据结果进行计算就可以得到两路输入和差信号的幅比和相差，查表就可知目标偏离天线的等信号轴线角度θ。
关键词：单脉冲测角；无人机反制；比幅；比相1概述近年来，随着航空科技进步，民用无人机市场发展迅猛，以旋翼无人机为代表的消费级无人飞行器正以井喷式速度进入大众的日常生活中。
根据FAA（美国联邦航空管理局）发布的报告显示，到2020年结束，全球无人机年销量有望达到433万架，市场规模将达到259亿美元，其中民用无人机比例超过97%。
伴随着全球无人机销量的快速上升，无人机违规、违法事件层出不穷。
这类无人机体积小、获取容易、操作简单、具有一定的载荷能力，因此故意利用无人机在重点区域进行犯罪的案件也逐渐浮出水面，给各类公共安全构成严重威胁。
面对这种威胁，必须配备专业设备进行应对。
无线电信号侦测作为一种有效的无人机探测方式，在无人机识别反制中获得了广泛的应用，单脉冲测角作为一种确定无线电信号来源方位的算法是该方式的重要组成部分。
2 单脉冲测角原理单脉冲测角又分为比幅法和比相法两种。
比幅法测角是利用天线阵的不同天线接收到信号源的信号波束强度不同，然后将这这些信号进行和、差处理，分别得到和信号、差信号。
差信号的振幅表示目标误差角的大小，而差信号的相位，则反映在它与两波束接收信号之和同相或反相上，从而表示了目标在该平面内偏离天线轴线的方向；和信号，一来测量目标的距离；二来用来作为角误差信号的相位比较基准。
和差波束比幅测角原理一、基本概念和差波束比幅测角原理是一种利用干涉原理实现角度测量的技术方法。
它通过将两个或多个天线阵列的输出信号进行干涉，从而实现对目标角度的测量。
其中，和波束是指将两个或多个天线阵列的输出信号相加，形成一个高增益的波束；差波束是指将两个或多个天线阵列的输出信号相减，形成一个零或低增益的波束。
二、工作原理和差波束比幅测角原理基于干涉原理，利用了波的叠加和相位差的变化来实现角度测量。
当目标信号达到天线阵列时，不同的天线会接收到不同的信号相位。
通过将两个或多个天线阵列的输出信号进行干涉，可以得到和波束和差波束。
在目标角度为零时，和波束的增益最大，差波束的增益最小，反之，当目标角度偏离零度时，和波束的增益减小，差波束的增益增大。
通过测量和差波束的幅度差异，可以推算出目标角度的大小。
三、应用领域和差波束比幅测角原理在无线通信、雷达、无源定位等领域具有广泛应用。
在无线通信中，它可以用于无线电定向传输，提高信号传输效率和传输距离。
在雷达中，它可以用于目标探测、跟踪和成像，提高雷达的探测精度和抗干扰能力。
在无源定位中，它可以用于定位和导航，实现对目标位置的准确测量。
四、例子以雷达为例，应用和差波束比幅测角原理可以实现对目标的精确探测和跟踪。
雷达系统由发射器和接收器组成，发射器发射的脉冲信号经天线发射出去，当信号遇到目标时，一部分信号会被目标反射回来，经天线接收到接收器。
接收器将接收到的信号进行和差波束比幅测角处理，得到目标的角度信息。
通过不断地更新目标的角度信息，雷达系统可以实现对目标的精确跟踪，提高雷达系统的探测精度和抗干扰能力。
总结：和差波束比幅测角原理是一种利用干涉原理实现角度测量的技术方法。
它通过将两个或多个天线阵列的输出信号进行干涉，从而实现对目标角度的测量。
该原理在无线通信、雷达、无源定位等领域具有广泛应用。
通过对和差波束的幅度差异进行测量，可以推算出目标角度的大小。
以雷达为例，应用和差波束比幅测角原理可以实现对目标的精确探测和跟踪，提高雷达系统的探测精度和抗干扰能力。
