发布时间 : 星期一 文章雷达基本理论与基本原理更新完毕开始阅读
进行差频后，在中频中进行比相。可以通过采用读数精度高的相位计或减小?/d值来提高测角精确度。但是，当?/d减小到一定程度后，?值可能会超过2?，此时，有可能会出现多值，未解决多值性问题，通常采用三天线测角设备，一组完成高精度测量，一组解决多值性问题。 4.2 振幅法测角
4.2.1最大信号法
当天线波束做圆周扫描或在一定的扇形范围内做匀角速扫描时，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，确定该时刻波束轴线指向即为目标所在方向。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高，约为波束半功率宽度的20%左右。因为方向图最大值附近比较平坦，最强点不易判别，测量方法改进后可以提高精度。另一个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。
4.2.2等信号法
等信号法测角采用两个相同且彼此部分重叠的波束，，如果目标处在两波束交叠轴方向，则由两波束收到的信号强度相等。否则一个波束收到的信号强度将高于另一个，因此，比较两个波束回波的强弱就可以判断目标偏离等信号轴的方向，并可以查表估计出目标偏离等信号轴的大小。利用比幅法和和差法可以确定目标偏离信号轴的方向。 4.3 雷达测角精度
雷达测角精度理论公式可以根据前面讨论测距精度时的类似思路来讨论，因为就数学上而言，空间域（角度）和频谱（频率）是相似的。现在假定天线的一维电压方向图为：
g(?)??D/2?D/2A(z)ej2??zsin?
根据傅里叶变换可知，上式与时间信号及其频谱构成的傅里叶变换对相似，即
s(t)??S(f)ej2?ft
???与测距精度与测速精度类比，则对于测角均方根误差??有类似的公式，即
???式中，等效孔径宽度?定义为：
1
?2E/N0?2?????2?z/???????2A(z)dz22A(z)dz
在给定信噪比条件下，雷达的测角精度取决于天线孔径的电尺寸D/?，天线电尺寸越大，测角精度越高；或者说，雷达的测角精度取决于天线波束宽度，天线波束越窄，其测角精度越高。 五、雷达测速 5.1 基本方法
如果雷达固定不动，目标以径向速度VT向雷达靠近，则通过测量多普勒频率，可以测得运动目标的径向速度：
1?fd2
如果雷达和目标均在动，则径向速度对应的是雷达和目标之间的距离变化率，取决于雷达和目标的相对速度。
5.2 最大不模糊多普勒频率（速度）：
VT?如果来自一个移动目标的两个序贯脉冲的相位差是???2?n，n是不等于零的正整数或者负整数，那么该相位不能同???0相互区分开，故导致相位的模糊。这种相位的模糊进而导致相应的多普勒速度模糊，称为多普勒盲速。因此产生盲速的条件为：
4?V?t???2?n?
??t为脉冲重复时间间隔，?t?1/fp，fp为雷达脉冲重复频率，则雷达测速的最大不模糊速度间隔为：
Vumax?fp?2
5.3雷达测频（测速）精度
雷达测速的精度取决于雷达测多普勒频率的精度。根据最大不模糊速度的公式，测速均方根误差公式为：
??V??f
2由相关研究结论可知，多普勒测频的均方根误差?f为：
?f?1
?2E/N0式中????????2?t?s?t??dt
22????s2?t?dt其中，s2?t?是作为时间函数的输入信号；参数?称为信号的有效时间。易知，关于测频精度有以下结论：在保持相同信噪比的条件下，信号s?t?在时间上能量越朝两端会聚，则其有效时间越长，频率（速度）的测量精度越高。
假设点目标其他坐标数据一样，两个目标回波具有相同的强度，只是径向速度上稍有区别，两个回波信号可以写成u(t,?1)?u(t)和u(t,?2)?u(t)ej2??t，其中?为两个目标径向速度不同引起的回波多普勒频移差值。这样，两个回波之间的均方差为：
?(?)?2(2E)?2Re?u(t)u*(t)ej2??tdt
2???令y(?)??u(t)u*(t??)dt，为速度模糊函数。y(?)可以用信号的频谱U?f?表示
???频率自相关函数，即：
y(?)??U?f?U*?f???df
???信号的速度分辨力性能完全取决于y(?)的形状，和距离分辨力一样，速度分辨力也可以以y(?)波形主瓣3dB宽度来表示相邻速度目标分辨力，并称为名义速度分辨力。当目标速度较大时，还要考虑旁瓣对速度分辨力的影响，故定义多普勒分辨常数为A??????y(?)d?y2?0?2
利用傅里叶变换和帕萨瓦尔定理，上式可以改写为：
A???????u(t)dtu(t)dt224???
脉冲多普勒雷达的信号模型
1、 信号模型结构框图
至天线射频功率放大混频器波形发生器波形信息双工器稳定本机振荡器基准振荡器相干振荡器振荡器组输出放大的中频信号限幅器混频器低噪声放大器中频放大器
2、 各部分概况
1) 信号发射
基本的PD雷达信号发生器由振荡器组、功率放大器、混频器及脉冲形成器（由波形信息和波形发生器组成）组成。其简化方框图如上图所示。相干振荡器产生一个中频信号，经波形发生器脉冲调制后，形成的脉冲信号经过混频器混频，产生低功率的、具有所要求的发射波形的射频信号。射频信号经过功率放大器，然后输出一串放大后射频脉冲信号，即为雷达的发射信号。
2) 信号接收 （1) 限幅器
由于外部强电磁干扰或目标本身很强的雷达回波信号，使得天线的输出信号幅度超过低噪声放大器所能允许的功率极限，将很容易损坏该放大器，甚至接收机的其他精密器件。为防止这类大功率信号直接进入接收机而对系统产生不良影响，一般采用限幅器。限幅器是一种非线性器件，它的作用是将所有回波信号的信号强度强制限定在规定的范围内，限幅器的使用很有可能导致原信号的失真，从而导致目标回波信息的失真。
（2) 低噪声放大器