【摘要】：米波雷達(dá)由于在反隱身,抗反輻射導(dǎo)彈等方面具有獨特的優(yōu)勢,已成為了現(xiàn)今世界各國關(guān)注的焦點。但是由于米波雷達(dá)的波長較長,波束寬度較寬等因素的影響,目標(biāo)角度估計的精度較差。所以如何提高米波雷達(dá)的測角精度,是當(dāng)前米波雷達(dá)的一個重要研究方向。本文結(jié)合本人目前承擔(dān)的科研任務(wù)及主要研究課題主要對米波雷達(dá)的測角方法進(jìn)行了研究,并提出了幾種改進(jìn)的米波雷達(dá)測角算法:首先,對一些米波雷達(dá)基礎(chǔ)的測角方法進(jìn)行了研究,簡單介紹了雷達(dá)測角的工作原理及一些基本的測角方法,主要包括振幅法、相位法、最大信號法、質(zhì)心法及單脈沖類方法。并對這些方法的測角性能及優(yōu)缺點進(jìn)行計算機實驗仿真,對這些方法存在的一些問題進(jìn)行了討論和分析,重點對單脈沖方法中的鑒角曲線進(jìn)行了理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。其次,對機掃米波雷達(dá)的工作原理和常規(guī)的單脈沖類測角方法的原理進(jìn)行了介紹,在此基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)的方法,分別是改進(jìn)的單脈沖測角方法和改進(jìn)的波束掃描方法。改進(jìn)的單脈沖測角方法是根據(jù)半陣法原理,將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行DFT運算轉(zhuǎn)換到多普勒通道中,在多普勒通道中對其某些點進(jìn)行置零處理,再進(jìn)行IDFT運算,利用處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行單脈沖測角;而改進(jìn)的波束掃描方法則構(gòu)建一個新的代價函數(shù),此代價函數(shù)將以前的多次波束掃描簡化為一次搜索就可以得到目標(biāo)的角度信息,大大降低了運算量,仿真結(jié)果表明這兩種改進(jìn)算法的性能較常規(guī)算法更優(yōu)。接著對分布式米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)模型和基本原理進(jìn)行了介紹,研究了基于ESPRIT算法的粗略估計方法和精確估計方法。粗略估計是分布式雷達(dá)的一種固有屬性,利用粗略估計方法進(jìn)行角度估計會得到方差較大、不存在測角模糊的估計值。相反,利用精確估計方法會得到方差較小、存在測角模糊的估計值,所以需要對估計值再進(jìn)行最優(yōu)搜索獲得目標(biāo)真實角度。理論分析和仿真實驗表明,兩種角度估計方法的測角性能都很高,其中精確估計方法的性能優(yōu)于粗略估計方法。最后,根據(jù)分布式米波雷達(dá)的結(jié)構(gòu)特點,進(jìn)一步分析基線長度對測角精度造成的影響。隨著基線長度的不斷增加,分布式米波雷達(dá)的測角性能呈“V”型變化,針對分布式米波雷達(dá)隨基線長度的性能變化特點,提出了一種最優(yōu)基線長度確定方法。利用該方法可以確定最優(yōu)的基線長度,降低分布式米波雷達(dá)因本身結(jié)構(gòu)特點造成的測角誤差,計算機仿真實驗驗證了該方法的有效性。
[Abstract]:Because of its unique advantages in anti-stealth and anti-radiation missiles, Mibo radar has become the focus of attention all over the world. However, due to the influence of long wavelength and wide beam width, the accuracy of target angle estimation is poor. Therefore, how to improve the angle measurement accuracy of Mew radar is an important research direction. In this paper, based on the research task and the main research subject, the angle measurement method of Mew radar is studied, and several improved angle-measuring algorithms are proposed: first of all, In this paper, some basic angle measuring methods of meter wave radar are studied. The working principle of radar angle measurement and some basic angle measuring methods are introduced, including amplitude method, phase method, maximum signal method, centroid method and monopulse method. The performance, advantages and disadvantages of these methods are simulated by computer experiments, and some problems of these methods are discussed and analyzed. The theoretical analysis and mathematical derivation of the angle detection curve in monopulse method are emphasized. Secondly, the working principle and the principle of the conventional monopulse angular measurement method are introduced, and two improved methods are proposed, one is the improved monopulse angle measurement method and the other is the improved beam scanning method. The improved monopulse angle measurement method is based on the principle of semi-matrix method, the received data is converted from DFT operation to Doppler channel, and some points of the received data are zeroed in the Doppler channel, and then the IDFT operation is carried out. Using the processed data to measure the angle of monopulse; The improved beam-scanning method constructs a new cost function, which simplifies the previous multi-beam scanning to a single search to obtain the angle information of the target, which greatly reduces the computational complexity. Simulation results show that the performance of the two improved algorithms is better than that of the conventional algorithms. Then, the structure model and basic principle of distributed meter wave radar are introduced, and the rough estimation method and accurate estimation method based on ESPRIT algorithm are studied. Rough estimation is an inherent attribute of distributed radar. Using rough estimation method to estimate the angle will result in a large variance and there is no fuzzy angle measurement value. On the contrary, using the accurate estimation method, the variance is smaller and the angle is fuzzy. Therefore, it is necessary to search the estimation value and obtain the real angle of the target. Theoretical analysis and simulation experiments show that the performance of the two methods is very high, and the performance of the accurate estimation method is better than that of the rough estimation method. Finally, according to the structural characteristics of distributed meter wave radar, the influence of baseline length on angle measurement accuracy is further analyzed. With the increasing of baseline length, the angle measurement performance of distributed meter wave radar changes in "V" type. According to the characteristic of distributed meter wave radar with baseline length, an optimal baseline length determination method is proposed. By using this method, the optimal baseline length can be determined and the angle measurement error caused by the structural characteristics of the distributed meter wave radar can be reduced. The effectiveness of the method is verified by computer simulation.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN953.5

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本文編號：2318427