一、自動測角系統簡介

在火控系統中使用的雷達，必須快速連續地提供單個目標(飛機、導彈等)坐標的精確數值，此外在靶場測量、衛星跟蹤、宇宙航行等方面應用時，雷達也是觀測一個目標，而且必須精確地提供目標坐標的測量數據。

為了快速地提供目標的精確坐標值，要采用自動測角的方法。自動測角時，天線能自動跟蹤目標，同時將目標的坐標數據經數據傳遞系統送到計算機數據處理系統。

和自動測距需要有一個時間鑒別器一樣，自動測角也必須要有一個角誤差鑒別器。當目標方向偏離天線軸線(即出現了誤差角)時，就能產生一誤差電壓。誤差電壓的大小正比于誤差角，其極性隨偏離方向不同而改變。此誤差電壓經跟蹤系統變換、放大、處理后，控制天線向減小誤差角的方向運動，使天線軸線對準目標。

用等信號法測角時，在一個角平面內需要兩個波束。這兩個波束可以交替出現(順序波瓣法)，也可以同時存在(同時波瓣法)。前一種方式以圓錐掃描雷達為典型，后一種是單脈沖雷達。

1.1圓錐掃描雷達簡介

圓錐雷達的針狀波束的最大輻射方向偏離天線旋轉軸一個角度，當波束以一定的角速度繞天線軸旋轉時，波束最大輻射方向就在空間畫出一個圓錐，故稱圓錐掃描。

波束在作圓錐掃描的過程中，繞著天線旋轉軸旋轉，因天線旋轉軸方向是等信號軸方向，故掃描過程中這個方向天線的增益始終不變。當天線對準目標時，接收機輸出的回波信號為一串等幅脈沖；如果目標偏離等信號軸方向，則在掃描過程中波束最大值旋轉在不同位置時，目標有時靠近有時遠離天線最大輻射方向，這使得接收的回波信號幅度也產生相應的強弱變化。

由此實現對目標的探測，從而完成在角度上對目標的自動跟蹤。

1.2單脈沖雷達簡介

單脈沖雷達是一種精密跟蹤雷達。它每發射一個脈沖，天線能同時形成若干個波束，將各波束回波信號的振幅和相位進行比較，當目標位于天線軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位相等，信號差為零；當目標不在天線軸線上時，各波束回波信號的振幅和相位不等，產生信號差，驅動天線轉向目標直至天線軸線對準目標，這樣便可測出目標的高低角和方位角，從各波束接收的信號之和，可測出目標的距離，從而實現對目標的測量和跟蹤。

二、振幅和差單脈沖雷達在自動測角系統中的優勢

由第一小節我們知道，自動測角系統中常見的雷達體制有圓錐掃描式雷達、單脈沖雷達等，但相比之下，振幅和差單脈沖雷達在自動測角系統中有較大的優勢。

2.1角度跟蹤精度

與圓錐掃描雷達相比，單脈沖雷達的角度跟蹤精度要高得多。主要有以下兩點原因：

第一，圓錐掃描雷達至少要經過一個圓錐掃描周期后才能獲得角誤差信息，在此期間，目標振幅起伏噪聲也疊加在錐掃調制信號(角誤差信號)上形成干擾，而自動增益控制電路的帶寬又不能太寬，以免將頻率為錐掃頻率的角誤差信號也平滑掉，因而不能消除目標振幅起伏噪聲的影響，在錐掃頻率附近一定帶寬內的振幅起伏噪聲可以進入角跟蹤系統，引起測角誤差。而單脈沖雷達是在同一個脈沖內獲得角誤差信息，且自動增益控制電路的帶寬可以較寬，故目標振幅起伏噪聲的影響可以基本消除。

第二，圓錐掃描雷達的角誤差信號以調制包絡的形式出現，它的能量存在于上、下邊頻的兩個頻帶內，而單脈沖雷達的角誤差信息只存在于一個頻帶內。故圓錐掃描雷達接收機熱噪聲的影響比單脈沖雷達大1倍。單脈沖雷達的角跟蹤精度比圓錐掃描雷達的要高一個量級，約為0.1~0.2密位。

2.2天線增益和作用距離

單脈沖雷達在增益利用方面比圓錐掃描雷達好。單脈沖用和波束測距，差波束測角，合理設計饋源可使和波束的增益與差波束的增益同時最大，因而使測距測角性能最佳。在相同天線增益、發射功率、接收機噪聲系數情況下，單脈沖雷達比圓錐掃描雷達作用距離遠，測距精度高。并且，圓錐掃描雷達的角跟蹤靈敏度和作用距離不能同時最大，兼顧兩者性能，權衡選擇波束參數，只能做到角跟蹤靈敏度和作用距離約為最大值的88%。

2.3角度信息的數據率

單脈沖雷達比圓錐掃描雷達高。單脈沖雷達理論上只要一個脈沖就可獲得一次角信息，數據率為(脈沖重復頻率)。而圓錐掃描雷達必須經過一個圓錐掃描周期才能獲取一次角信息。圓錐掃描一周內至少需4個脈沖，因而理論數據率是，考慮到調制包絡信號不失真，通常需要10個脈沖以上，所以實際數據率小于。

2.4抗干擾能力

圓錐掃描雷達易受敵方的回答式干擾。因為敵方接收到的圓錐掃描雷達發射信號也是正弦調制信號，只需要取出調制包絡，進行倒相放大，然后去調制高頻信號再發射回來，圓錐掃描雷達接收此信號后，天線軸線就跟蹤到錯誤方向上。而單脈沖雷達沒有回答式干擾的影響。

2.5復雜程度

單脈沖雷達在結構上和技術上復雜，需要多個性能完善的寬頻帶饋源和高頻和差比較器，多路接收機要求性能一致，如果各路相位和振幅不平衡，會使測角靈敏度降低并加大測角誤差，因而單脈沖雷達技術復雜，加工工藝要求高。

由此可見，要求精密跟蹤尤其是遠程精密跟蹤雷達，常用單脈沖體制。下面主要介紹振幅和差單脈沖雷達自動測角的原理。

三、振幅和差單脈沖雷達自動測角原理

對于振幅和差單脈沖雷達的自動測角原理，我們可以用下示框圖用來理解：

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的振幅和差单脉冲雷达在自动测角系统中的应用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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