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大话“雷达教程”之雷达方向测量

2019-12-04
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目标的角度是由天线的方向性确定的。这里所指的方向性,也被称作为天线方向增益,是天线将能量集中在特定方向上的能力。具有高方向性的天线也被称作定向天线。通过测量接收到回波时的天线所指方向,即可确定从雷达到物体之间的方位角和俯仰角。另外,角度测量精度也由方向性决定,方向性是天线尺寸的函数。
雷达单元通常以较高的频率工作,原因如下:
  • 这些波的类光传播

  • 高分辨率,波长越小,雷达能够检测到的物体越小

  • 频率越高,在相同增益下所需的天线尺寸越小



雷达目标的“真实方位”(以北向为参考),是指目标-雷达连线与北向的夹角。正北沿顺时针测量,即相对方位角。



大多数雷达系统的天线被设计为定向的波束辐射能量,如图中所示的,当天线波束在目标上移动时,回波信号的强度在振幅上发生了变化。而实际应用中,搜索雷达的天线会不断的移动,武器控制和制导雷达系统会定位最大回波信号位置,并通过手动或者自动跟踪电路锁定该目标。
为了确定准确的方位角,有必要进行“北向测量”,因此,老式的雷达需要借助罗盘或者已知的三角关系进行测量,而越来越多的现代雷达则借助GPS卫星即可得到“北向测量”。
另外,目标方位信息快速和准确的传递不得不提雷达伺服系统和方位角变化脉冲计数。
伺服系统大多用在一些较旧的雷达天线和导弹发射器中,并借助同步转矩变送器和接受器等设备工作。在一些更新的雷达中,用到了方位角变化脉冲(Azimuth-Change-Pulse,ACP)系统。天线的每一次转动编码器多会发送许多脉冲,并进行记录。
现代雷达可以不借助或只借助部分机械运动进行工作,这些雷达在方位角或俯仰角可以借助电子相位扫描进行工作,也就是相控阵天线。

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reference: radartutorial.eu

注:题图from the Engin_Akyurt, pixabay

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