8-跟踪雷达

电子系统电子系统第八章跟踪雷达第一节跟踪雷达的功能和参数第一节跟踪雷达的功能和参数1.跟踪介绍第一节节跟踪雷达的功能和参参数1.跟踪介绍雷达跟随目标在空间中的位置第一节雷达跟随目标在空间中的位置节跟踪雷达的功能和参参数跟踪采样跟踪采样1.跟踪介绍跟踪类型第一节‡单目标跟踪：采样率为PRF节跟踪‡轮换跟踪：每个目标跟踪一段时间雷达的‡多目标跟踪：需要电扫描天线‡边扫描边跟踪搜索雷达每周扫描采样功能和参‡边扫描边跟踪：搜索雷达每周扫描采样目标一次根据平滑算法估计扫描之间目参数目标次，根据平滑算法估计扫描之间目标的位置；采样率低，因此精度不高标的位置；采样率低，因精度不高1.跟踪介绍跟踪雷达的模式第一节节跟踪雷达的功能和参参数捕获:使目标进入跟踪波束和跟踪门的过程。跟踪雷达跟随目标在空间中运动位置的过程跟踪：雷达跟随目标在空间中运动位置的过程。2.跟踪雷达发射机第一节接收机角误差发射机节跟踪接收机解调双工器雷达的功能和参距离/多普勒门发生器角伺服跟踪门频率和时间标准俯仰误差参数俯仰误差方位误差跟踪系统框图2.跟踪雷达跟踪门角误差每次只能从一个目标中提取第一节节跟踪雷达的功能和参参数标选择目标选择3.跟踪系统特性和参数•两个重要参数：误差斜率和零深是跟踪系统把角第一节•两个重要参数：误差斜率和零深。是跟踪系统把角误差转换成信号的能力的度量节跟踪•跟踪天线方向图（三个参数）：和方向图、方位误雷达的差方向图、俯仰误差方向图9和方向图是归一化天线方向图功能和参9和方向图是归一化天线方向图9误差方向图代表角误差和误差信号幅度之间的关系参数误差方向图代表角误差和误差信号幅度之间的关系3.跟踪系统特性和参数跟踪天线方向图第一节节跟踪雷达的功能和参参数理想的跟踪天线方向图理想的跟踪天线方向图3.跟踪系统特性和参数误差斜率第一节节跟踪雷达的功能和参参数伺服误差信号对角误差的斜率，是决定跟踪伺服参数的因素之一。通常在一些标准测试点下测量得到，一般比正常跟踪时遇到的角误差要大3.跟踪系统特性和参数零深表示了当角误差为零，差通道信号化为零的能力。用误差方向图峰值增益与凹口增益的比值定义第一节节跟踪雷达的功能和参参数3.跟踪系统特性和参数第一节节跟踪雷达的功能和参参数小结•跟踪类型：单目标跟踪、轮换跟踪、多目标跟踪边扫描边跟踪第一节、边扫描边跟踪•跟踪门、角度伺服节跟踪•跟踪天线方向图，误差斜率、零深雷达的功能和参参数第二节跟踪原理第二节跟踪原理1.圆锥扫描角跟踪使用一个偏离天线轴线的天线波束第二节节跟踪原理圆锥扫描波束配置1.圆锥扫描角跟踪第二节节跟踪原理2.波束转换角跟踪第二节节跟踪原理3.单脉冲•幅度比较单脉冲角跟踪比幅法•幅度比较单脉冲角跟踪——比幅法•相位比较单脉冲角跟踪——比相法第二节特点：波束同时产生节跟踪特点：波束同时产生原理缺点：需要多路接收机通道3.单脉冲比幅法单脉冲第二节节跟踪原理单脉脉冲馈源3.单脉冲比幅法单脉冲单脉冲比较器第二节单脉冲比较器节跟踪原理误差信号的相位参考、幅度归一化、距离多普勒跟踪、显示一化、距离/多普勒跟踪、显示3.单脉冲比幅法单脉冲第二节节跟踪原理单脉冲接收机配置3.单脉冲比相法单脉冲第二节节跟踪原理比相单脉冲原理比相单脉冲原理3.单脉冲比相法单脉冲第二节节跟踪原理3.单脉冲和差比相单脉冲第二节节跟踪原理4.宽带单脉冲第二节节跟踪原理宽带单脉冲概念4.宽带单脉冲优点：优点：•对于需要精确跟踪目标上的点（如重心）的应用，第二节可大大减少目标角度和距离的闪烁节跟踪•大大减少了雨杂波、海杂波和金属箔条干扰，这些干扰将随距离分辨力的提高而降低原理些干扰将随距离分辨力的提高而降低•可提供目标识别用的三维目标图像和反射体尺寸可提供目标识别用的三维目标图像和反射体尺寸•对抗某些干扰的复杂发射波形4.宽带单脉冲宽带单脉冲的例子第二节节跟踪原理5.边搜索边跟踪（TWS）第二节节跟踪原理质心检测5.边搜索边跟踪（TWS）确定时间和雷达坐标预处理门限平滑和预测删除丢失目标的文件第二节预处理门限相干/关联平滑和预测节跟踪雷达测量相干/关联建原理建立跟踪文件TWS数据处理简化框图6.距离跟踪前波门后波门信号前波门内的面积后波门内的面积第二节信号距离跟踪门节跟踪前波门原理前后波门时间（距离）前、后波门距离误差提取7.速度跟踪低滤波器高滤波器低滤波器内的面积内的面积信号频谱第二节多普勒跟踪滤波器节跟踪低滤波器原理高滤波器频率（多普勒偏移）多普勒分裂滤波器8.跟踪精度跟踪误差源•偏差第二节•传播媒介误差节跟踪•伺服滞后误差声原理•噪声误差•由目标引起的误差主要是角闪烁•由目标引起的误差——主要是角闪烁8.跟踪精度第二节节跟踪原理噪声对精度的影响噪声对精度的影响8.跟踪精度测距精度它是度量：•雷达确定信号回波的到达时刻有多准确（干扰引起不准确）第二节雷达确定信号回波的到达时刻有多准确（干扰引起不准确）•从发射到所定位的回波之间延时测得有多精确（时间基准节跟踪不准确，时间标定不准确）原理8.跟踪精度测角精度影响精度的因素第二节•天线波束宽度节跟踪•信/干比目标幅度起伏原理•目标幅度起伏•目标相位起伏（角闪烁）目标相位起伏（角闪烁）•跟踪雷达中的伺服系统噪声中9.跟踪伺服电路和装置：从误差解调器中提取跟踪误差，并将其转化为天线的动作（或波束的变化），使天线（波束）一直指向目标。第二节∑滤波器/功率电机机械系统+要求的动作动作误差节跟踪∑放大器放大器电机机械系统-实际的动作原理传感器实际的动作基本的伺服传动系统10.跟踪异常旁瓣跟踪•旁瓣跟踪多路径跟踪第二节•多路径跟踪•由于弱信号引起的跟踪异常节跟踪•由于弱信号引起的跟踪异常•由于杂波引起的跟踪丢失异常原理•由于杂波引起的跟踪丢失异常•由于ECM引起的跟踪异常•由于ECM引起的跟踪异常10.跟踪异常由ECM引起的跟踪异常第二节节跟踪原理距离门拖动10.跟踪异常由ECM引起的跟踪异常距第二节距离拖动节跟踪动原理10.跟踪异常由ECM引起的跟踪异常发射2接收1发射2第二节节跟踪原理发射1接收2交叉眼“Cross-Eye”小结•单脉冲跟踪——比幅法、比相法•和/差比幅、比相单脉冲第二节•距离跟踪、速度跟踪、角度跟踪都使用比较的方成差过负馈持稳节跟踪法形成误差信号，通过负反馈保持稳定•测距测角误差的来源原理•测距、测角误差的来源•引起跟踪异常的主要因素引起跟踪异常的主要因素