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CN111562572B - 一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法 - Google Patents

一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法 Download PDF

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CN111562572B CN202010378591.1A CN202010378591A CN111562572B CN 111562572 B CN111562572 B CN 111562572B CN 202010378591 A CN202010378591 A CN 202010378591A CN 111562572 B CN111562572 B CN 111562572B
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Abstract

本发明公开了一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，包括以下步骤:获取引导距离；根据引导距离解算出目标当前的N值和模糊距离；通过模糊距离可以判断目标是否处于盲区；如果目标处于盲区，则根据实际情况，采取重频切换或主动避盲的控制方法，使目标信号避开盲区，从而达到盲区捕获的目的。通过本发明提供的方法在实际工程灵活使用重频切换或主动避盲两种控制方法，实现了雷达盲区内捕获目标的能力，根据雷达的实际情况进行选择，使雷达改造最小，能够在雷达盲区内实现目标的捕获，实现更高的测控弧段覆盖率。

Description

一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法
技术领域
本发明属于航天测控任务中雷达测量领域，涉及一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法。
背景技术
在航天测控任务中，单脉冲雷达担负航天器弹道测量任务，其提供的高精度外测数据是航天器定轨的重要依据。为了获取目标的轨迹数据，常需要雷达在地杂波或海杂波的干扰下完成对目标的截获及跟踪测量工作，在低仰角的捕获和重捕过程中，如果目标穿越盲区遇到地杂波干扰，则无法对目标进行跟踪捕获。传统的处理方法是需要等待目标脱离盲区才能进行跟踪，这样就会存在目标飞行轨迹数据缺失，对任务分析造成很大影响。
发明内容
为了解决在脉冲雷达在任务中盲区内的捕获问题，本发明建立了一种基于雷达重频切换的主动避盲技术，通过引导距离判断目标所处的盲区，根据重频切换策略进行重频切换或根据避盲规则进行主动避盲，就能够在雷达盲区内实现目标的捕获，实现更高的测控弧段覆盖率。
鉴于此，本发明采用的技术方案是：一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，包括以下步骤：
(1)获取引导距离；
(2)根据引导距离计算目标距离的N值和模糊距离，根据模糊距离确定目标信号处于A盲区或B盲区；
(3)如果目标处于盲区内，根据雷达能力和雷达链跟踪情况，确定是否采用雷达重频切换控制方法或者主动避盲控制方法；
(4)如果采用雷达重频切换控制方法，则根据N值和所处的盲区进行查表，根据查表得切换规则进行重频切换控制；
(5)如果采用主动避盲控制方法，则根据N值和盲区位置，查询避盲编码规则，进行相应的移相操作。
优选的，根据引导值确定目标所处的盲区和N值，引导值是理论弹道或者测控中心机发送的数字引导值。
优选的，所述重频切换控制方法为：B盲区：N为奇数时，周期切成2倍，N为2时，周期切成4倍，N为4时，周期切成8倍，N为6时，周期切成4倍，N为8时，周期切成16倍，N为10时，周期切成4倍，N为12时，周期切成8倍，N为14时，周期切成4倍；A盲区：N为偶数时，周期切成2倍，N为1时，周期切成4倍，N为3时，周期切成8倍，N为5时，周期切成4倍，N为7时，周期切成16倍，N为9时，周期切成4倍，N为11时，周期切成8倍，N为13时，周期切成4倍。
优选的，所述主动避盲控制方法为根据引导值计算目标所处盲区，在雷达尚未跟踪之前采用移相编码规则发送主脉冲，使回波避开盲区。
本发明的一种用于脉冲雷达盲区捕获方法，包含两种盲区内捕获的策略，实现了雷达盲区内捕获目标的能力，根据雷达的实际情况进行选择，使雷达改造最小。在实战过程中，如果雷达具备2、4、8、16倍周期切换功能，则可以完全采用重频切换策略实现。如果周期切换功能不完全，只具备部分周期切换功能，则可以在不具备的相应周期切换时采用主动避盲的方法进行实现。
附图说明
图1为本发明的一种用于脉冲雷达盲区捕获方法的流程示意图；
图2为本发明的一种用于脉冲雷达盲区捕获方法的重频切换示意图；
图3为本发明的一种用于脉冲雷达盲区捕获方法的避盲时序示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，包括以下步骤：
(1)获取引导距离；
(2)根据引导距离计算目标距离的N值和模糊距离，根据模糊距离确定目标信号处于A盲区或B盲区；
(3)如果目标处于盲区内，根据雷达能力和雷达链跟踪情况，确定是否采用雷达重频切换控制方法或者主动避盲控制方法；
(4)如果采用雷达重频切换控制方法，则根据N值和所处的盲区进行查表，根据查表得切换规则进行重频切换控制；
(5)如果采用主动避盲控制方法，则根据N值和盲区位置，查询避盲编码规则，进行相应的移相操作。
具体的，如图2中一种用于脉冲雷达盲区捕获方法的重频切换控制方法示意图所示，雷达盲区分为A盲区和B盲区，以B盲区为例(A盲区的情况与N值减一的B盲区一致)，如果目标回波落在B盲区，我们要把它移到A/R显示器A显中间位置，可以采用增大雷达工作周期的方法。
假设目标正好落在B盲区，如附图2，我们通过增大雷达工作周期，使得一个prf距离变成R'prf，使得目标的模糊距离变成
Figure BDA0002481003750000041
则可以使目标信号移到A/R显示器A显的中间，从而避开雷达盲区。
R＝Rm+N*Rprf (1)
Figure BDA0002481003750000042
上式中：R为目标真实距离，R'为改变工作周期后的目标真实距离，Rm为模糊距离，Rprf为原prf距离，R'prf为改变工作周期后的prf距离，N为原距离模糊值，N'为改变工作周期后的距离模糊值。
由于雷达周期改变后，目标的真实距离并没有改变，即：R'＝R。
将(2)式代入(1)式可得：
Figure BDA0002481003750000043
将上式经过推演，可得到：
Figure BDA0002481003750000044
从上式可知，如果不考虑多雷达接力工作，以及雷达重复频率下降对雷达精度的影响，雷达一个工作周期距离可以有多种选择，理论上，只要满足上式，且N、N'为整数，N>N'即可，可以任意选择雷达工作周期。为了使周期变化小，可使N＝N'+1即可。
如果任务中只有一台雷达跟踪，就可以随意切换重复频率，但航天测量任务中，一般会有两站以上的雷达对同一目标进行跟踪测量，以实现全航区弧段覆盖，这要求单脉冲雷达链中所有的雷达都要按照约定的雷达重复频率工作，否则就会造成同频雷达之间互相干扰。这要求新的雷达周期应该是典型单脉冲雷达工作周期的整数倍。只有在这种情况下，协同工作的不同雷达才能保持相互之间的信号同步。
将雷达链的周期限制考虑进来，则必须保证
Figure BDA0002481003750000051
为整数。考虑到单脉冲雷达作用距离有限，可以将所有情况穷举出来(当N＝15，周期为1.707ms，重复频率为585.53Hz时，最大作用距离为4096km)，将式(4)中变量情况穷举出来得到表1的雷达周期切换，从表1中可以看出，只要根据目标距离的N值和所处的盲区位置，使雷达周期按照上表的规则在2、4、8、16倍进行切换，就能使目标脱离杂波干扰，实现全作用距离的盲区捕获，如果雷达只具备2倍周期的切换功能，则需要其他周期切换时，采用主动避盲技术。
表1
Figure BDA0002481003750000052
具体的，如图3中本发明的一种用于脉冲雷达盲区捕获方法的避盲时序示意图所示：如果雷达捕获时，目标信号处于盲区，由于地杂波的干扰，目标信号淹没在地杂波内，无法实施捕获，为了更大限度的获取目标数据，可以采用主动避盲技术，让目标信号避开主波附近的地杂波。主动避盲技术需要运用数引或理引的距离数据作为依据，提取目标当前的N值和模糊距离，根据N值采取不同的移相编码实现主动移相。
表2
N值 A盲区移相次数 B盲区移相次数
0 1 0
1 2 1
2 3 2
3 4 3
4 、 4
5 6 5
6 7 6
7 8 7
8 9 8
9 10 9
10 11 10
11 12 11
12 13 12
13 14 13
14 15 14
15 16 15
N值与移相次数n之间的关系如表2的盲区移相次数示意图所示，移相脉冲与正常脉冲次数一致，交替发送。图3是以N＝2时为例，对正常脉冲、移相脉冲、正常发射、正常回波、编码发射、编码回波的时序进行说明。如图，当N＝2，距离处于盲区位置，如果采用正常发射脉冲，则回波正好落在盲区内，如果采用110011001100……(0为正常脉冲，1为移相脉冲)，可以使编码回波避开发射脉冲。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)获取引导距离；
(2)根据引导距离计算目标距离的N值和模糊距离，根据模糊距离确定目标信号处于A盲区或B盲区；
(3)如果目标处于盲区内，根据雷达能力和雷达链跟踪情况，确定是否采用雷达重频切换控制方法或者主动避盲控制方法；
(4)如果采用雷达重频切换控制方法，则根据N值和所处的盲区进行查表，根据查表得切换规则进行重频切换控制；
(5)如果采用主动避盲控制方法，则根据N值和盲区位置，查询避盲编码规则，进行相应的移相操作。
2.根据权利要求1所述的一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于：根据引导值确定目标所处的盲区和N值，引导值是理论弹道或者测控中心机发送的数字引导值。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于：所述重频切换控制方法为：B盲区：N为奇数时，周期切成2倍，N为2时，周期切成4倍，N为4时，周期切成8倍，N为6时，周期切成4倍，N为8时，周期切成16倍，N为10时，周期切成4倍，N为12时，周期切成8倍，N为14时，周期切成4倍；A盲区：N为偶数时，周期切成2倍，N为1时，周期切成4倍，N为3时，周期切成8倍，N为5时，周期切成4倍，N为7时，周期切成16倍，N为9时，周期切成4倍，N为11时，周期切成8倍，N为13时，周期切成4倍。
4.根据权利要求3所述的一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于：所述主动避盲控制方法为根据引导值计算目标所处盲区，在雷达尚未跟踪之前采用移相编码规则发送主脉冲，使回波避开盲区。
5.根据权利要求4所述的一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于：所述重频切换控制方法为：增大雷达工作周期，使得一个prf距离变成R'prf，使得目标的模糊距离变成
Figure FDA0004215007370000021
则可以使目标信号移到A/R显示器A显的中间，从而避开雷达盲区；
R＝Rm+N*Rprf (1)
Figure FDA0004215007370000022
上式中：R为目标真实距离，R’为改变工作周期后的目标真实距离，Rm为模糊距离，Rprf为原prf距离，R'prf为改变工作周期后的prf距离，N为原距离模糊值，N’为改变工作周期后的距离模糊值；
由于雷达周期改变后，目标的真实距离并没有改变，即：R’＝R；
将(2)式代入(1)式可得：
Figure FDA0004215007370000023
将上式经过推演，可得到：
Figure FDA0004215007370000024
上式中，N、N’为整数，N>N’。
6.根据权利要求1所述的一种用于脉冲雷达盲区捕获的方法，其特征在于：所述重频切换控制方法中：为了使周期变化小，使N＝N’+1，如果考虑雷达链的周期限制，则需保证
Figure FDA0004215007370000031
为整数。
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