雷达对抗原理第3章对雷达信号方向的测量和定位

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1、第3章对雷达信号方向的测量和定位3.1概述3.2振幅法测向3.3相位法测向3.4短基线时差测向3.5对雷达辐射源的定位3.1概述3.1.1测向定位的作用与分类1．测向定位的作用雷达侦察系统测向定位的主要作用是：1)信号分选和识别　　在雷达对抗工作的信号环境中存在着大量的辐射源和散射源，各种源的来波方向是彼此区分的重要依据之一，且受外界的影响小，具有相对的时间稳定性，因此辐射源方向一直是雷达侦察系统中信号分选和识别的重要参数。2)引导干扰方向　　由于大部分雷达收发共用天线或收发天线间距很近，为了将干扰功率集中到需要干扰的敌方雷达方向

2、，首先需要测量该雷达方向，再引导干扰发射天线波束对准该方向。3)引导武器系统攻击　　根据所测出的敌方威胁雷达方向和位置，引导反辐射导弹、无人机和其它火力攻击武器对其实施杀伤。4)提供告警信息　　为作战人员和系统提供威胁告警，指示威胁方向和威胁程度等，以便采取战术机动或其它应对措施。5)提供辐射源，方向和位置情报　　提供信号环境中大量辐射源方向和位置的情报，辅助战场指挥和决策。2．测向的分类雷达侦察测向是利用测向天线的方向性，即对不同方向到达电磁波的振幅、相位或时间响应特性，并依此分为振幅法测向、相位法测向和时差法测向。在测向工作

3、时，一般测向天线的孔径都远小于它与辐射源的距离，到达天线的电磁波近似满足平面波前的条件。在一般情况下，雷达侦察测向主要测量来波的方位，只有少量侦察系统能够同时测量方位和仰角。如果不加特别说明，本章的测向主要是指测量来波的方位角。　　雷达侦察系统采用的测向方法分为3种。1)振幅法测向　　振幅法测向是根据测向天线接收信号的相对幅度大小来确定信号的到达方向。主要的测向方法有：最大信号法、比较信号法和等信号法。最大信号法通常采用波束扫描体制，以接收信号功率最强的方向估计来波方向。比较信号法通常采用多个不同指向的波束覆盖一定的方向范围，根据

4、各波束接收同一信号的相对幅度估计来波方向。等信号法主要用于对辐射源的跟踪，力求将接收信号振幅相等的方向指向辐射源方向。等信号法测向的测角范围较小，但测角精度较高。常用的振幅法测向技术有波束搜索法测向、全向振幅单脉冲测向和多波束测向等。2)相位法测向　　相位法测向是根据测向天线阵接收同一信号的相位差来确定信号的到达方向。由于相位差与信号频率具有非常密切的关系，因此相位法测向往往需要测频辅助。按照天线阵型主要分为一维线阵干涉仪测向、二维线阵干涉仪测向、平面圆阵干涉仪测向、相关干涉仪测向和其它阵型的相位法测向等。3)时差法测向　　时差法

5、测向是根据测向天线阵接收同一信号的时间差来确定信号的到达方向。由于时间差与信号频率无关，因此它适合于宽带测向。按照天线阵型主要分为：一维线阵时差测向和二维线阵时差测向等。3．定位的分类对雷达辐射源的定位是在一定的地理条件下，利用接收站自身的位置、运动及其与辐射源信号的相对关系，通过对同一辐射源的多个测量方向，对同一个辐射源信号的多个到达时间差、对同一个辐射源信号的相对频率差等，确定辐射源在平面或空间中的位置。　　按照参与定位的接收站数量分为单站定位和多站定位。1)单站定位　　只用一个接收站的定位。一般需要以特定的地理环境或接收站的

6、运动为辅助定位条件。主要有：飞越定位，方位—仰角定位，测向—方向变化率定位和测向—相位差变化率定位等。2)多站定位　　需要多个接收站协同的定位，各站间的距离称为基线。多站协同具有良好的定位能力，但对协同性能具有较高的要求。　　按照定位采用的测量信息，主要分为以下3类。(1)测向交叉定位：利用不同位置接收站测得的同一辐射源方向，确定辐射源位置。(2)测向-时差定位：利用不同位置接收站测得同一辐射源方向、同一信号的时间差，确定辐射源位置。(3)测时差定位：利用不同位置接收站测得的同一信号的时间差，确定辐射源位置。3.1.2测向定位的主

7、要技术指标1．测向系统的主要技术指标1)测向范围ΩAOA和瞬时视野ΔΩAOAΩAOA是指测向系统最大可测的来波信号方向范围，ΔΩAOA是指任一时刻最大可测的来波信号方向范围。ΔΩAOA<ΩAOA时，测向系统需要ΔΩAOA扫描才能覆盖ΩAOA，因此称为搜索法测向；ΔΩAOA=ΩAOA时不需要扫描，称为非搜索法测向或方向宽开测向。2)测向精度δθ和测向分辨力Δθδθ一般以测向误差的均值(系统误差)和均方根值(随机误差)表示。系统误差主要是由系统失调引起的，在一定的条件下，可以通过系统的多维参量标校而降低。随机误差主要是由系统的内外噪声引起

8、的，测向时应尽可能提高信噪比。Δθ是指能够被区分开的两个同时不同方向来波间的最小方向差。3)测向时间tA、方向截获概率PIA和方向截获时间TIAtA是来波到达侦察接收机至接收机输出测向值所用的时间；PIA是指在TIA时间