[发明专利]一种单脉冲高精度测角系统及其测角方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单脉冲高精度测角系统及其测角方法，特别是涉及一种适用于现代航空管制二次雷达领域的单脉冲高精度测角系统及其测角方法。

背景技术

二次雷达系统是现代航空管制领域的重要手段之一，它极大增强航空指挥与控制的准确性和被控目标的协调性，提高了场面感知能力。随着二次雷达系统应用的不断深入，实际监视需求对目标的探测能力要求也越来越高，其中就高精度的侧向性能提出更高的要求。从常规的滑窗测角技术到幅度单脉冲测角技术，甚至相位单脉冲技术，虽然能够达到较精确的测向水平，但是在恶劣的电磁环境下，尤其是在目标应答信号较弱或受到强烈干扰影响后，测向精度就会明显降低甚至无法识别目标。

例如：如图1所示的脉冲信号，常规的处理方法是可以相对准确的提取出脉冲所携带的代码信息以及脉冲的幅度数据，从而使用常规单脉冲处理方法测量出目标具体方位。然而如图2所示脉冲信号，已经淹没于噪声或者干扰信号之中，常规处理方法无法将脉冲正确的处理出来，从而无法测量目标的角度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够在低信噪比的情况下，把淹没在噪声或者干扰信号中的目标数据提取出来的，单脉冲高精度测角系统及其测角方法。

本发明采用的技术方案如下：一种单脉冲高精度测角系统，其特征在于：包括分别与天线1相连的发射机2和接收机3，以及分别与发射机2和接收机3相连的信号处理器4，接收机3接收的应答信号被天线1转换成和通道和差通道两路，分别通过模拟下变频转换为中频模拟信号，又分别通过A/D转换为中频数字信号，两路中频数字信号又分别通过和通道DDC模块51和差通道DDC模块61，转换为和通道基带数字信号和差通道基带数字信号；和通道DDC模块51又通过和通道信号幅度检测模块52与和通道目标幅度提取模块53相连；差通道DDC模块61又通过差通道信号幅度检测模块62与差通道目标幅度提取模块63相连；所述和通道信号幅度检测模块52和差通道信号幅度检测模块62均与相位判定模块7相连。

作为优选，还包括连接于和通道DDC模块51和和通道信号幅度检测模块52之间的和通道调制解调器54，以及与其相连的本地PN码产生器8。

作为优选，还包括连接于差通道DDC模块61和差通道信号幅度检测模块62之间的差通道调制解调器64；所述差通道调制解调器64与本地PN码产生器8相连。

作为优选，还包括与和通道DDC模块51相连的同步头检测模块9，以及与其相连的同步头判决模块10；所述同步头判决模块10又与和通道目标幅度提取模块53相连。

基于上述测角系统的单脉冲高精度测角方法，其方法步骤为：步骤一，利用同步PN码对基带数字信号进行解调，恢复出原始的有用信号，使噪声、干扰信号被抑制；步骤二、对恢复出的原始的有用信号进行幅度检测；步骤三、利用和、差通道的幅度进行相位判断，解算出和、差幅度信息和相位判断结果；步骤四、根据解算出的和、差幅度信息和相位判断结果获取OBA值函数并进行目标方位计算。

作为优选，所述方法步骤还包括在步骤二中对幅度进行累加求平均。

作为优选，在步骤二中对幅度进行累加求平均运算时，使用数据同步标志。

作为优选，所述步骤四中，采用曲面函数作为OBA值获取的函数，具体方法为：在目标方位计算中引入距离因素，根据目标幅度与距离的关系图，使用高斯拟合，从而获取OBA值与目标距离、和幅度、差幅度的关系曲面，从而获取单次信号在自由空间中的准确OBA值。

作为优选，所述步骤四中，采用多次应答累加并且取权重的方法对目标的相对参考方向的角度进行测量，具体方法为：连续采集多个入射角度的脉冲数据，形成一组脉冲数据，对一组脉冲测量的角度取均值，计算出准确的方位，取均值处理时需要进行的处理包括：增加和、差幅度比值最大时的方位的权重。

作为优选，所述步骤四中，取均值处理时需要进行的处理还包括：使用幅度门限曲面滤除异常幅度采样，限制异常幅度数据。

一种单脉冲高精度测角方法，根据解算出的和、差幅度信息和相位判断结果获取OBA值函数并进行目标方位计算，其特征在于：采用曲面函数作为OBA值获取的函数，具体方法为：在目标方位计算中引入距离因素，根据目标幅度与距离的关系图，使用高斯拟合，从而获取OBA值与目标距离、和幅度、差幅度的关系曲面，从而获取单次信号在自由空间中的准确OBA值。