[发明专利]一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法和系统

权利要求书

1.一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤1、根据控制信号，信号处理器产生雷达发射波形信号，发射波形信号经发射机上变频至射频频率并放大经收发开关从天线发射出去；

步骤2、通过一副天线形成的凸波束和凹波束共两个波束同时获取着陆波束照射区的回波；凸波束回波信号通过收发开关进入凸波束接收通道，进行放大、滤波、下变频，发送至信号处理器进行模数变换产生凸波束回波A(r)；凹波回波信号束进入凹波束接收通道进行放大、滤波、下变频，发送至信号处理器进行模数变换产生凹波束回波D(r)；r为雷达距离；

其中，凸波束由功率方向图P_A(θ)表征，功率方向图P_A(θ)为具有升余弦形状的功率方向图，波束宽度为θ_b，角度变量为θ，P_A(θ)表示为凹波束由功率方向图P_D(θ)表征，功率方向图P_D(θ)在P_A(θ)最大值方向P_D(θ)值为零，在P_A(θ)主瓣范围内，P_D(θ)具有一个凹口，P_D(θ)表示为

步骤3、信号处理器对凸波束回波信号和凹波束回波信号的包络比R(r)进行计算；

步骤4、计算回波包络比凹口的极小值点位置获得波束中心距离；求取回波包络比值为1的两个距离点的距离比，查表获得波束中心入射角的估计值。

2.根据权利要求1所述的一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法，其特征在于，步骤3中，凸波束回波信号和凹波束回波信号的包络比R(r)为：

3.根据权利要求1或2所述的一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法，其特征在于，步骤4中，回波包络比R(r)凹口的极小值点位置为波束中心距离r_c：

r_c＝min[R(r)]；

其中，min[]为最小值求取运算。

4.根据权利要求3所述的一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法，其特征在于，步骤4中，回波包络比R(r)为1对应的两个距离值r_n和r_f的距离比ρ_nf：r_nr_f。

5.根据权利要求3所述的一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距方法，其特征在于，步骤4中，距离比ρ_nf和波束入射角θ_inc构成的函数为θ_inc＝F(P_A(θ),P_D(θ),ρ_nf)，将函数F制表，通过距离比ρ_nf查表获得波束入射角θ_inc的估计值。

6.一种双波束微波测速测距敏感器高精度测距系统，其特征在于，包括信号处理器、发射机、收发开关、天线、接收机；

信号处理器根据控制信号产生雷达发射波形信号，发射波形信号经发射机上变频至射频频率并放大经收发开关从天线发射出去；

接收机包括凸波束接收通道、凹波束接收通道；天线通过凸波束和凹波束同时获取着陆波束照射区的回波；凸波束回波信号通过收发开关进入凸波束接收通道，进行放大、滤波、下变频，发送至信号处理器进行模数变换产生凸波束回波A(r)；凹波回波信号束进入凹波束接收通道进行放大、滤波、下变频，发送至信号处理器进行模数变换产生凹波束回波D(r)；r为雷达距离；

信号处理器对凸波束回波信号和凹波束回波信号的包络比R(r)进行计算，计算回波包络比R(r)凹口的极小值点位置获得波束中心距离，求取回波包络比为1的两个距离点的距离比，查表获得波束中心入射角的估计值。