抬升法相控阵雷达接收通道幅度相位测量方法与流程

本发明涉及一种相控阵雷达接收通道幅度相位的测量技术。

背景技术：

如果有一个理想的平面波电磁场，把相控阵雷达(天线)放到这个场中，并且把雷达天线法线调整到与平面波传播方向一致，那么就能测出雷达的接收通道的幅度和相位。但是电磁场不能达到理想平面波的标准，垂直传播方向的平面上幅度、相位有差，并且难以确定这个差，使得相控阵雷达接收通道幅度相位测量有误差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抬升法相控阵雷达接收通道幅度相位测量方法，以解决减少相控阵雷达接收通道幅度相位测量误差等技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的如下技术方案。

抬升法相控阵雷达接收通道幅度相位测量方法，其步骤如下：

(1)把雷达放到升降平台上，推进平面电磁波场，开启雷达；

(2)利用若干个升降螺杆，调平升降平台；

(3)利用雷达信号处理器采集64通道幅度数据a00(i)和相位数据q00(i)，i＝1，2，……64；

(4)利用若干个升降螺杆升高雷达n毫米，并调平升降平台；

(5)采集64通道幅度相位数据an(i)和相位数据qn(i)，i＝1，2，……64；

(6)数据处理

a00(i)＝cai+rai，cai是雷达天线在0高度第i通道处电磁波幅度，a00(i)是雷达信号处理系统测得第i接收通道输出的幅度，rai是第i接收通道的增益；

an(i)＝cai+1+rai，cai是雷达天线在0高度第i通道处电磁波幅度，an(i)是雷达天线在n毫米高度时，雷达信号处理系统测得第i接收通道输出的幅度，rai是第i接收通道的增益；

q00(i)＝cqi+rqi，cqi是雷达天线在0高度第i通道处电磁波相位，q00(i)是雷达信号处理系统测得第i接收通道输出信号的相位，rqi是第i接收通道的相位延迟；

qn(i)＝cqi+1+rqi，cqi是雷达天线在0高度第i通道处电磁波相位，qn(i)是雷达在n毫米高度雷达信号处理系统测得第i接收通道输出信号的相位，rqi是第i接收通道的相位延迟；

由a00(i+1)＝cai+1+rai+1和an(i)＝cai+1+rai相减得到

rai+1＝a00(i+1)-an(i)+rai

进一步整理得

ra2＝a00(2)-an(1)+ra1

ra3＝a00(3)-an(2)+ra2＝a00(3)+a00(2)-an(2)-an(1)+ra1

…6463

ra64＝a00(64)-a18(63)+ra63＝∑a00(i)-∑an(i)+ra1

i＝2i＝1

从上式可以看出，任何通道都可以用通道1和在两高度，即0和n毫米上的测值表示；如果以通道1为标准，就能得到相对通道1的差值：

ra2-1＝a00(2)-an(1)

ra3-1＝a00(3)-an(2)+ra2＝a00(3)+a00(2)-an(2)-an(1)

…6463

ra64-1＝a00(64)-a18(63)+ra63＝∑a00(i)-∑an(i)

i＝2i＝1

那么将这个差值加到相应通道上，就能使各通道幅度一致；

同理可以得到：

rq2＝q00(2)-qn(1)+rq1

rq3＝q00(3)-qn(2)+rq2＝q00(3)+q00(2)-qn(2)-qn(1)+ra1

…6463

rq64＝q00(64)-qn(63)+rq63＝∑q00(i)-∑qn(i)+rq1

i＝2i＝1

从上式可以看出，任何通道相位延迟都可以用通道1相位延迟和在两高度，即0和n毫米上的测值表示；如果以通道1为标准，就能得到相对通道1的差值

rq2＝q00(2)-qn(1)

rq3＝q00(3)+q00(2)-qn(2)-qn(1)

…6463

rq64＝∑q00(i)-∑qn(i)

i＝2i＝1

那么将这个差值加到相应通道上，就能使各通道相位一致。

本发明的优点：通过抬举的方式，使电磁场能达到理想平面波的标准，垂直传播方向的平面上幅度、相位基本没有误差，使得相控阵雷达接收通道幅度相位测量更为准确。

附图说明

图1是本发明的接收通道幅度相位测量原理图。

图2是本发明的最简单的升降平台结构示意图。

图3是本发明的升降平台的上升后示意图。

图中编号：1、反射面，2、馈源，3、平面波传播方向，4、相控阵雷达天线和主机，5、雷达支架，6、雷达底座，7、升降平台

具体实施方式

本发明所述的抬升法相控阵雷达接收通道幅度相位测量装置和方法，参见图1、2、3所示。

测量原理参见图1所示。抬升法相控阵雷达接收通道幅度相位测量方法就是将相控阵雷达放在平面波场里，相控阵雷达天线面与平面波传播方向垂直，利用雷达的信号处理器测量各通道输出信号幅度和相位，然后将相控阵雷达垂直抬高一个相控阵雷达天线阵子之间的垂直距离，如18毫米，再利用雷达的信号处理器测量各通道输出信号幅度和相位。

抬升相控阵雷达高度是通过升降平台实现。图2是最简单的升降平台，它有四个升降螺杆，通过旋转升降螺杆使平台上升或下降。图3是上升后的示意图。也可以用电机驱动的自动升降平台。

抬升法操作步骤：

(1)把雷达放到升降平台上，推进平面电磁波场，开启雷达。

(2)利用4个升降螺杆，调平升降平台。

(3)利用雷达信号处理器采集64通道幅度数据a00(i)和相位数据q00(i)，i＝1，2，……64。

(4)利用4个升降螺杆升高雷达，如18毫米(可以给出一个可行的最小与最大的距离，以加强保护范围)，并调平升降平台。

(5)采集64通道幅度相位数据a18(i)和相位数据q18(i)，i＝1，2，……64。

(6)数据处理

a00(i)＝cai+rai，cai是雷达天线在0高度第i通道处电磁波幅度，a00(i)是雷达信号处理系统测得第i接收通道输出的幅度，rai是第i接收通道的增益。

a18(i)＝cai+1+rai，cai是雷达天线在0高度第i通道处电磁波幅度，a18(i)是雷达天线在18毫米高度时，雷达信号处理系统测得第i接收通道输出的幅度，rai是第i接收通道的增益。

q00(i)＝cqi+rqi，cqi是雷达天线在0高度第i通道处电磁波相位，q00(i)是雷达信号处理系统测得第i接收通道输出信号的相位，rqi是第i接收通道的相位延迟。

q18(i)＝cqi+1+rqi，cqi是雷达天线在0高度第i通道处电磁波相位，q18(i)是雷达在18毫米高度雷达信号处理系统测得第i接收通道输出信号的相位，rqi是第i接收通道的相位延迟。

由a00(i+1)＝cai+1+rai+1和a18(i)＝cai+1+rai相减得到

rai+1＝a00(i+1)-a18(i)+rai

进一步整理得

ra2＝a00(2)-a18(1)+ra1

ra3＝a00(3)-a18(2)+ra2＝a00(3)+a00(2)-a18(2)-a18(1)+ra1

…6463

ra64＝a00(64)-a18(63)+ra63＝∑a00(i)-∑a18(i)+ra1

i＝2i＝1

从上式可以看出，任何通道都可以用通道1和在两高度(0和18毫米)上的测值表示。如果以通道1为标准，就能得到相对通道1的差值：

ra2-1＝a00(2)-a18(1)

ra3-1＝a00(3)-a18(2)+ra2＝a00(3)+a00(2)-a18(2)-a18(1)

…6463

ra64-1＝a00(64)-a18(63)+ra63＝∑a00(i)-∑a18(i)

i＝2i＝1

那么将这个差值加到相应通道上，就能使各通道幅度一致。

同理可以得到：

rq2＝q00(2)-q18(1)+rq1

rq3＝q00(3)-q18(2)+rq2＝q00(3)+q00(2)-q18(2)-q18(1)+ra1

…6463

rq64＝q00(64)-q18(63)+rq63＝∑q00(i)-∑q18(i)+rq1

i＝2i＝1

从上式可以看出，任何通道相位延迟都可以用通道1相位延迟和在两高度(0和18毫米)上的测值表示。如果以通道1为标准，就能得到相对通道1的差值

rq2＝q00(2)-q18(1)

rq3＝q00(3)+q00(2)-q18(2)-q18(1)

…6463

rq64＝∑q00(i)-∑q18(i)

i＝2i＝1

那么将这个差值加到相应通道上，就能使各通道相位一致。