面阵天线相控阵雷达测角方法研究

发布时间：2020-09-16 13:38

　　 随着高速飞行器的发明,传统机械扫描雷达由于天线惯性越来越难对高速飞行器进行探测,而相控阵雷达在波束转换速度以及波束形成灵活性上的巨大优势,使其已经受到各国的广泛关注,同时也成为一个重点发展的雷达体制。对于大型面阵天线的相控阵雷达,其天线阵元个数可能会多达上万个,导致对目标进行角度测量时运算量会很大,实时性问题难以解决,因此如何降低面阵天线情况下雷达测角的运算量是一个急需解决也必须解决的问题。本文对面阵天线情况下测角运算量过大的问题进行了研究和分析。本文首先介绍了线性和平面阵列的信号模型及波束形成技术,然后介绍了几种常规的测角方法,包括传统的波束扫描测角法、最优权下的Capon最小方差法及最大似然法,并讨论了最大似然法与波束扫描法之间的关系。由于最大似然法涉及多维寻优而Capon最小方差法需要进行矩阵求逆,导致其在测角时运算量很大,不利于在实际工程中应用。而波束扫描方法在进行一维角度测量时原理简单,运算量较小且具有良好的测角性能,因此波束扫描方法在运算量上具有很大的优势。但是对于大型平面阵列天线,由于目标方位角和俯仰角相互耦合,要对目标角度进行测量时需要同时在俯仰维和方位维进行二维波束扫描,导致算法运算量急剧增大。针对该问题,通过考虑阵列天线倾斜对方位角和俯仰角度带来的耦合,利用天线波束指向的先验信息,本文提出一种改进的二维波束扫描方法以减小二维波束扫描方法的运算量,该方法将二维波束扫描问题转化为两个一维波束扫描问题,大大较低了二维角度测量所需的运算量,同时具有较传统二维波束扫描方法相当的角度测量性能。最后,通过对单脉冲方法的研究,给出了一种面阵天线情况下的单脉冲测角方法,该算法能够进一步减少面阵天线情况下测角的运算量,同时保持较好的测角性能。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TN958.92

【参考文献】

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1 吴琪;王珍;;MIMO雷达和相控阵雷达单脉冲测角方法的对比分析[J];电子信息对抗技术;2014年06期

2 饶灿;李荣锋;;主瓣干扰下多点约束自适应单脉冲测角方法[J];雷达科学与技术;2011年03期

3 冯亚俊;;基于MUSIC算法的DOA估计[J];黑龙江科技信息;2007年10期

4 张文旭;郜丽鹏;张春杰;;一种基于比幅比相测角解模糊方法[J];应用科技;2006年04期

5 李保国,赵宏钟,付强;基于高分辨距离间隔像的频率步进单脉冲雷达测角技术研究[J];航空学报;2005年04期

6 赵永波,谷泓,张守宏;一种多目标情况下的单脉冲测角方法[J];西安电子科技大学学报;2005年03期

7 肖开奇,聂在平;一种多波束面阵天线的分析与设计[J];电波科学学报;2003年01期

8 汪开龙,卢明儒;面阵天线阵面变形后天线方向图的计算[J];空间电子技术;1996年01期

9 沈允春,王力原;两点源干扰对雷达测角的影响[J];系统工程与电子技术;1989年04期

本文编号：2819917