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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。
振幅和差式单脉冲二次雷达幅相不一致分析和改进方案邱伟杰【摘要】单脉冲二次监视雷达(MSSR)已成为我国空中交通管理(ATM)系统的重要组成部分,不仅具备常规雷达的跟踪定位、目标识别和高度确认功能,同时还具有更快的数据获取速度及更高的测量精度,大大提高ATM的能力.振幅和差式单脉冲测角技术是通过比较和差通道的幅度而得到,因此,雷达接收机的动态范围内其振幅特性和相位特性必须保持一致.但在实际应用系统中,由于雷达零件制造存在公差,部件使用过程中不可避免地会逐渐老化从而引起参数的改变,元器件使用过程因温度变化引发电路失调和失配,以及外界杂波的相互影响等,雷达接收机通道之间幅相不一致难以避免.【期刊名称】《航空科学技术》【年(卷),期】2018(029)003【总页数】6页(P46-51)【关键词】单脉冲;振幅和差式;高频相移;中频相移;AGC;S曲线【作者】邱伟杰【作者单位】中国民用航空湛江空中交通管理站技术保障部,广东湛江 524017【正文语种】中文【中图分类】TN957.5随着民用航空事业的快速发展，空管设备加快更新步伐。
近年来，技术装备的革新成为推动空管系统发展进步的强有力杠杆，也是新的空管运行理念和管制模式应用实施的基本保证。
单脉冲作为区别于常规雷达体制发展起来的先进技术，在现代航空领域得到广泛应用。
单脉冲二次监视雷达（MSSR）已成为我国空中交通管理（ATM）系统的重要组成部分，不仅具备常规雷达的跟踪定位、目标识别和高度确认功能，同时还具有更快的数据获取速度及更高的测量精度，大大提高空中交通管理的能力。
MSSR采用单脉冲测角技术，在普通SSR和波束基础上增加差波束进行目标回波信号的处理，使得单脉冲二次雷达在一个波束驻留期间，只需分析一个回波信号脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息，且测角精度高、稳定性好、抗干扰能力强。
振幅和差式单脉冲二次雷达通过和差比较器对天线馈源输出端的目标回波信号进行变换，得到高频和信号与差信号，再经变频、放大等过程输出各支路所需相应电平值。
雷达原理大作业——单脉冲自动测角系统在导引头中的应用学院：电子工程学院完成人及学号：杨超（）王东旭（）韩孟洲（）程荣（）谭宗欣（）于振浩（）任课教师：饶鲜目录：一、单脉冲自动测角系统简介- 4 -1.单脉冲雷达- 4 -2.自动测角系统- 4 -3.单脉冲自动测角系统- 4 -二、单脉冲自动测角原理- 5 -1.振幅定向法- 5 -2.相位定向法- 7 -三、单脉冲自动测角系统的特点- 7 -1.角度跟踪精度- 7 -2.天线增益和作用距离- 8 -3.角度信息的数据率- 8 -4.抗干扰能力- 8 -5.复杂程度- 8 -四、单脉冲自动测角系统的仿真- 9 -五、单脉冲雷达的应用- 12 -六、总结- 13 -一、单脉冲自动测角系统简介1.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，将各波束回波信号的振幅和相位进行比较，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，各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，从而实现对目标的测量和跟踪。
2.自动测角系统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，而且必须精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(即出现了误差角ε)时，就能产生一误差电压。
误差电压的大小正比于误差角，其极性随偏离方向不同而改变。
此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。
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。
.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 0 ,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 时，差信号输出振幅与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。
单脉冲自动测角系统的应用摘要：本文简要介绍了单脉冲雷达的特点，并主要说明了振幅和差式单脉冲雷达的工作原理。
单脉冲自动测角系统不仅具有重要的理论研究意义，同时也大量地被应用在军事民用等诸多领域。
本文不仅在理论上对单脉冲自动测角系统进行了分析，同时结合实际生活中的两个应用实例——无人飞行器跟踪测角体制以及对地观测卫星对目标的跟踪技术，对单脉冲测角系统在具体问题上的工作方式与分析方法给予了详细的解释与分析。
关键词：单脉冲雷达，角度跟踪，角误差信号，无人飞行器的角度跟踪，卫星的目标跟踪。
0.引言单脉冲自动测角属于同时波瓣法测角, 理论上,它只需要分析一个回波就能提取角误差信息(目标偏离波束中心指向的角度)。
由于取出角误差的具体方法不同, 单脉冲自动测角通常分为振幅和差式单脉冲测角与相位和差式单脉冲测角, 文中主要介绍的是高精度、稳健性好、实现简单的振幅和差式单脉冲测角法。
1.单脉冲雷达1.1 定义单脉冲雷达是能从单个回波脉冲信号中获得目标全部角坐标信息的跟踪雷达。
1.2 特点单脉冲雷达是一种精密跟踪雷达。
它有较高的测角精度、分辨率和数据率，但设备比较复杂。
单脉冲雷达早在60年代就已广泛应用。
美国、英国、法国和日本等国军队大量装备单脉冲雷达，主要用于目标识别、靶场精密跟踪测量、弹道导弹预警和跟踪、导弹再入弹道测量、火箭和卫星跟踪、武器火力控制、炮位侦察、地形跟随、导航、地图测绘等；在民用上主要用于中交通管制。
目前使用的单脉冲雷达基本上都实现了模块化、系列化和通用化，具有多目标跟踪、动目标显示、故障自检、维修方便等特点。
1.3 分类按提取角误差信息的方法不同，分为幅度比较单脉冲雷达和相位比较单脉冲雷达两种。
2.单脉冲自动测角基本原理及解角误差方法2.1 基本原理单脉冲自动测角的定向原理:用几个独立的接收支路来同时接收目标的回波信号, 然后再将这些信号加以比较, 就可以获得目标的角误差信息, 将其转换成误差电压, 然后将此误差电压放大变换后加到驱动电动机, 控制天线向误差减小的方向运动。
振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用雷达原理实验名称：振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用学院：电子工程学院专业：信息对抗技术班级： 021231姓名：振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用摘要：在雷达应用中，为了确定目标的空间位置，不仅要测量目标的距离，而且还要确定目标的方向，即测定目标的角坐标，其中包括目标的方位角和俯仰角。
雷达测角的物理基础是电磁波在均匀介质中沿直线传播和雷达天线具有方向性。
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经数据传递系统送到计算机数据处理系统。
自动测角系统中，其中一种典型的是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，其中最常用的是振幅和差式单脉冲雷达。
关键词：雷达测角，雷达自动测角系统，单脉冲雷达，振幅和差单脉冲一、单脉冲定向原理对目标的定向，即测定目标的方向，是雷达的主要任务之一。
单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。
所谓“单脉冲”，是指使用这种方法时，只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。
根据从回波信号中提取目标角信息的特点，可以将单脉冲定向分为两种基本的方法：振幅定向法和相位定向法，分别见于下图。
除了上述两种方法外，由它们合成的振幅—相位定向法（或称为综合法）也得到了广泛的应用。
图2-1 单脉冲振幅定向法图2-2单脉冲相位定向法1.1 相位定向法振幅定向法是用天线接收到的回波信号幅度值来进行角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线的扫描方式。
振幅定向法可以分为最大信号法和等信号法两大类，其中等信号法又可以分为比幅法和和差法。
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0θ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()()()⎩⎨⎧-=+=θθθθθθ0201)(F F F F （2-1） 两波束接收到的目标回波信号可以表示成：()()()()()()⎩⎨⎧-==+==θθθθθθθθ022011F K F K u F K F K u a a a a （2-2） 其中a K 为回波信号的幅度系数。
雷达原理大作业班级小组成员学号振幅和差单脉冲雷达在自动测角中的应用大宽带频率步进雷达是一种高距离分辨率雷达，由于具有测距精度高、抗杂波能力强、可识别真假目标和反隐身等优点，在精确制导武器中有着广阔的应用前景。
单脉冲测向具有测角精度高等优点，振幅-和差式单脉冲雷达是实际中比较常用方法之一，在雷达领域得到了广泛的应用。
本文主要对频率步进信号体制下双平面振幅-和差式单脉冲雷达测角进行的研究。
首先，介绍频率步进雷达系统的工作原理以及频率步进信号波形的定义，分析并设计频率步进雷达的性能参数。
步进频率信号属于脉间脉冲压缩方式，相比传统的相参雷达，步进频率波形的频率在脉间改变，在一个脉冲内保持恒定。
它的基本思想是：在每一扫掠时间内发射一串(N 个)窄带的宽脉冲，脉宽为T。
每个脉冲的载频是均匀步进的，步进间隔为Δf (Δf≤1/T)。
在接收时对这串脉冲的回波信号用与之载频响应的本振信号进行混频，再对这一串复数采样值进行IFFT 变换，则得到目标的合成距离像[6~9]。
其优点是能在获得距离高分辨的同时降低对信号瞬时带宽的要求，因此在目标识别、SAR 成像等雷达技术中得到广泛应用。
从信号形式上来看，步进频率脉冲串信号实质上是一组载频按固定步长递增的脉冲序列，满足：其中i＝0，1，…，N-1，N 为脉冲个数，Δf 为步进频率间隔，f0 为载频。
其对应的频率f 与时间t 的时序关系如图2-1 所示。
由图可见步进频率信号也可以近似认为是一种截断的被量化的连续线性调频信号。
一、频率步进单脉冲雷达测角在未来毫米波制导应用中，导弹将具有直接命中目标(碰撞杀伤)，甚至目标要害部分的能力。
这就要求雷达不仅能对目标整体进行精确测量、跟踪，而且还要从角度上分辨出目标不同的散射部位，分辨并攻击其要害部位。
因此，要求雷达导引头具有很高的测角精度。
但是，由于复杂目标不同部位的散射强度和相对相位的随机变化，造成回波相位波前的畸变，波前在接受天线口径面上的倾斜和随机摆动必然引起角误差——角闪烁[30]。
雷达原理大作业振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用指导老师：魏青振幅和差脉冲测角基本原理单脉冲自动测角属于同时波瓣测角法，在一个角平面内，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，就可取得目标在这个平面上的角误差信号，然后将此误差电压放大变换后加到驱动电动机控制天线向减小误差的方向运动。
因为两个波束同时接收到回波，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就可以确定角误差，所以叫“单脉冲”。
这种方法可以获得很高的测角精度，故精密跟踪雷达通常采用它。
由于取出角度误差信号的具体方法不同，单脉冲雷达的种类很多，应用最广的是振幅和差式单脉冲雷达，该方法的实质实际上是利用两个偏置天线方向图的和差波束。
和差脉冲法测角的基本原理为：①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错误!未找到引用源。
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，分别得到和信号和差信号。
与和差信号相应的和差波束如错误!未找到引用源。
(b) (c)。
振幅和差式单脉冲波束图（a）两波束；（b）和波束；（c）差波束其中差信号即为该角平面内的角误差信号。
若目标处在天线轴向方向（等信号轴），误差角为零，则两波束收到的回波信号幅度相同，差信号等于零。
目标偏离等信号轴而有一误差角时，差信号输出振幅与误差角成正比，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。
②和差波束形成原理：和差比较器是单脉冲雷达的重要部件，由它完成和差处理，形成和差波束。
以错误!未找到引用源。
（a）中的双T接头为例,它有四个端口,∑（和）端、△（差）端和1、2端，这四个端口是匹配的。
发射时，从发射机来的信号加到和差比较器的∑端，1、2端输出等幅同相信号，△端无输出，两个馈源同相激励，并辐射相同功率，结果两波束在空间各点产生的场强同相相加，形成发射和波束。
和方向图用来发射，和方向图和差方向图用来接收，差方向图接收的信号提供角度误差信号的幅度。
接收时，回波脉冲同时被两个波束馈源所接收。
两波束接收到的信号振幅有差异，但相位相同，即信号从1、2端输入同相信号，则△端输出两者的差信号，∑端输出两者的和信号。
这时，在∑（和）端，完成两信号同相相加，输出和信号。
设和信号为E∑，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有关。
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∑端时保持不变，两波束相对天线轴线的偏角为δ，则对于θ方向的目标，和信号振幅为：式中()()()F F Fθδθδθ∑=-++为接收和波束方向性函数，与发射和波束的方向性函数完（a）双T接头; (b)和差比较器示意图全相同；k 为比例系数，它与雷达参数、目标距离、目标特性等因素有关。
在和差比较器的△（差）端，两信号反向相加，输出差信号，设为E ∆，若到达△端的两信号用E1、E2表示，他们的振幅仍为E1、E2，但相位相反，故差信号的振幅为:其中()()()F F F θδθδθ∆=--+。
即和差比较器的△端对应的接收方向性函数为原来两方向性函数之差。
现假定目标的误差角为ξ，则差信号振幅为()()E kF F ξξ∆∑∆=，在跟踪状态下，ξ很小，将()F ξ∆展开成泰勒级数并忽略高次项，则有：因为所以又因为ξ很小，上式中()(0)F F ξ∑∑≈因此有：由上式可知，在一定的误差角范围内，差信号的振幅与误差角成正比。
同理，对于和信号振幅：将两式相除，得：所以，角误差信号与和差信号的振幅比成正比，即单平面振幅和差单脉冲测角根据比幅和差单脉冲测角原理,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(高频角误差信号)。
和、差两路信号分别经过各自的接收系统(称为和、差支路)。
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为了消除目标回波信号振幅变化(由目标大小、距离、有效散射面积变化引起)对自动跟踪系统的影响,必须采用自动增益控制。
由和支路输出的和信号产生自动增益控制电压。
该电压同时去控制和差支路的中放增益,这等效于用和信号对差信号进行归一化处理,同时又能保持和差通道的特性一致。
由和支路信号作自动增益控制后,和支路输出基本保持常量,而差支路输出经归一化处理后其误差电压只与误差角ε有关而与回波幅度变化无关。
双平面振幅和差单脉冲测角为了对空中目标进行自动方向跟踪,必须在方位和高低角两个平面上进行角跟踪,因而必须获得方位和高低角误差信号。
为此,需要用四个馈源照射一个反射体,以形成四个对称的相互部分重叠的波束。
在接收机中,有四个和差比较器和三路接收机，即和支路、方位差支路、俯仰差支路,两个相位鉴别器和两路天线控制系统等。
双平面振幅和差单脉冲雷达的原理框图已经给出，其工作原理与单平面雷达原理是一致的，只是获取和差信号的数目不相同。
双平面脉冲雷达采用三路接收机同时工作，将差信号与和信号做幅度比较后，去多误差信号，包括误差信号的大小和方向。
因此工作中要求三路接收机的工作特性严格一致，各路接收机幅相特性不一致的后果是测角灵敏度境地并产生测角误差。
单脉冲定向原理对目标的定向，即测定目标的方向，是雷达的主要任务之一。
单脉冲定向是雷达定向的一个重要方法。
所谓“单脉冲”，是指使用这种方法时，只需要一个目标回波脉冲，就可以给出目标角位置的全部信息。
根据从回波信号中提取目标角信息的特点，可以将单脉冲定向分为两种基本的方法：振幅定向法和相位定向法，分别见于下图。
除了上述两种方法外，由它们合成的振幅—相位定向法（或称为综合法）也得到了广泛的应用。
图单脉冲振幅定向法 图 单脉冲相位定向法振幅法测角振幅法测角是用天线收到的回波信号幅度值来做角度测量的，该幅度值的变化规律取决于天线方向图以及天线扫描方式。
振幅法测角可分为最大信号法和等信号法两大类。
最大信号法当天线波束作圆周扫描或在一定扇形范围内作匀角速扫描时, 对收发共用天线的单基地脉冲雷达而言, 接收机输出的脉冲串幅度值被天线双程方向图函数所调制。
找出脉冲串的最大值(中心值), 确定该时刻波束轴线指向即为目标所在方向, 如错误!未找到引用源。
的（a ）所示。
如天线转动角速度为a w r/min, 脉冲雷达重复频率为r f , 则两脉冲间的天线转角为°360160a s rw f θ⨯∆=⨯。
这样,天线轴线(最大值)扫过目标方向(t θ)时,不一定有回波脉冲,就是说,s θ∆将产生相应的“量化”测角误差。
在人工录取的雷达里, 操纵员在显示器画面上看到回波最大值的同时,读出目 最大信号法扫描图标的角度数据。
采用平面位置显示(PPI)二度空间显示器时,扫描线与波束同步转动,根据回波标志中心(相当于最大值)相应的扫描线位置,借助显示器上的机械角刻度或电子角刻度读出目标的角坐标。
在自动录取的雷达中,可以采用以下办法读出回波信号最大值的方向:一般情况下,天线方向图是对称的,因此回波脉冲串的中心位置就是其最大值的方向。
测读时可先将回波脉冲串进行二进制量化,其振幅超过门限时取“1”,否则取“0”,如果测量时没有噪声和其它干扰,就可根据出现“1”和消失“1”的时刻,方便且精确地找出回波脉冲串“开始”和“结束”时的角度,两者的中间值就是目标的方向。
通常,回波信号中总是混杂着噪声和干扰,为减弱噪声的影响, 脉冲串在二进制量化前先进行积累, 如错误!未找到引用源。
中的实线所示,积累后的输出将产生一个固定迟延,但可以提高测角精度。
最大信号法测角波形图最大信号法测角也可采用闭环的角度波门跟踪进行, 如图所示, 它的基本原理和距离门做距离跟踪相同。
用角波门技术作角度测量时的精度(受噪声影响)为式中, E/N0为脉冲串能量和噪声谱密度之比, p K 为误差响应曲线的斜率,B θ为天线波束宽度,p L 为波束形状损失,(/)m S N 是中心脉冲的信噪比;0r n t f =⨯为单程半功率点波束宽度内的脉冲数。
在最佳积分处理条件下可得到/ 1.4p K =。
最大信号法测角的优点一是简单;二是用天线方向图的最大值方向测角,此时回波最强, 故信噪比最大,对检测发现目标是有利的。
其主要缺点是直接测量时测量精度不很高,约为波束半功率宽度(0.5θ)的 20%左右。
因为方向图最大值附近比较平坦, 最强点不易判别,测量方法改进后可提高精度。
另一缺点是不能判别目标偏离波束轴线的方向,故不能用于自动测角。
最大信号法测角广泛应用于搜索、引导雷达中。
假定两个波束的方向性函数完全相同，设为F()θ，等信号轴指向为0θ，则波束1、2的方向性函数可分别写成：k θ为0θ与波束最大值方向的偏角。
设波束1，2接收到的回波信号分别表示为 式中，t θ为目标方向偏离等信号轴0θ的角度，对1u ，2u 信号进行处理，就可以获得目标方向t θ的信息。
① 比幅法：求两信号的幅度比值12()()()()k t k t F u u F θθθθθθ-=+，（°=0θ时）根据比值大小可以判断目标偏离的方向，查找预先制定的表格就可以估计出目标偏离的角度数值。
② 和差法：由u1和u2可求得其差值()t θ∆及和值()t θ∑。
和差法测角12()()[()()]k t k t u K F F θθθθθθθ-=--+△()=u (1-1) 现假定目标的误差角为ε，在等信号轴0θθ=附近，差值()θ∆可以近似表示为： 0()()2dF k d εθθθθεθ=∆≈ (1-2) 而和信号为：12()+()[()+()]k t k t u K F F θθθθθθθ∑=-+()=u (1-3) 在等信号轴附近近似有：0=θθ∑（）2F()K (1-4) 即可求得和差波束，()()θθ∆∑与，归一化的和差值为: 00()=()dF F d θθεθθθ=∆∑ (1-5)因为△/∑正比于目标偏离0θ的角度ε，故可用它来判读角度的大小及方向。
