雷達-------相位法測角


相位法測角:

基本原理:

        相位法測角利用多個天線所接收回波信號之間的相位差進行測角。設在θ方向有遠區目標,則到達接收點的目標所反射的電波近似為平面波。由於兩天線間距為d,故它們所收到的信號由於存在的波程差ΔR而產生一相位差φ.

 式中,λ為雷達波長。如用相位計進行比相,測出其相位差φ,就可以確定目標方向θ

注:通常兩天線的間距d較小,使得相位差φ的值不超過2pi。因此短基線可保證較大的無模糊測角范圍,

      2、測角誤差與多值性問題

     相位差φ值測量不准將產生測角誤差,上式兩邊微分,則它們之間的關系為:

    采用讀數精度高(dφ小)的相位計,或減小λ/d值(或增大d/λ),均可提高測角精度。我們還注意到:當θ=0時,即目標處在天線法線方向時,測角誤差dθ最小。當θ增大時,dθ也增大,為保證一定測角精度,θ的范圍有一定的限制。

      增大d/λ可提高測角精度,但在感興趣的θ范圍內,當d/λ增大到一定時,φ值可能超過2pi,這時φ=2pi*N+ψ,其中N為整數;ψ<2pi,而相位計實際讀數為ψ。又因為N值未知,因而真實的φ值不能確定,會出現模糊問題。

      比較有效的方法利用三天線測角設備,間距大的1、3天線用來得到高精度測量,而間距小的1、2天線用來解決多值性。

 

首先天線1、2收到的信號之間的相位差在測角范圍內滿足:

其中φ12由相位計測得。

同樣天線1、3收到信號的相位差為:

 

 由相位計讀出的φ13,但實際讀數是小於2pi的ψ。為了得到N值,可利用如下關系。

 

通過求的φ12就可得到φ13關於N的結果。從而保證所要求的測角精度。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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