雷达角度搜索的扫描方法
雷达角度搜索的扫描方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雷达角度搜索的扫描方法。
【背景技术】
[0002]雷达在角度上进行搜索目标时，常常是以预定的空间指向为中心，在指向中心一定的角度范围之内进行波束扫描，让波束覆盖目标可能出现的空域范围，通过探测到照射在目标上的雷达回波来发现目标，进而进行进一步的跟踪、测量等其他工作。
[0003]扫描波束在空域上的停留形成波位，在每一个波位上雷达进行相应的信号与信息处理。由于雷达波束在空域上的投影是圆形，用圆形覆盖一个空域存在着覆盖率和交叠率的问题，常常根据相邻波位重叠最小和扫描范围最大的原则来设计。常规机械扫描雷达和相控阵电扫描雷达都存在此角度搜索的波位编排问题。
[0004]如果波位之间过于紧凑，扫描区域的波位数目增加，将不可避免地浪费雷达系统资源，降低扫描效率，增加扫描时间；如果波位之间过于稀松，波束的空域覆盖率降低，会造成目标检测概率的降低。
[0005]雷达角度搜索波位的编排样式主要有纵列波位、交叠波位和交错波位三种。
[0006]如图1(a)为纵列波位，所需的波位数目最少，但覆盖率仅为78.5%,适合系统资源紧缺时使用。
[0007]如图1 (b)为交叠波位，覆盖率可以达到100%，没有遗漏但重叠率高(57% )，扫描效率低下。
[0008]如图1(c)为交错波位，覆盖率在90%左右，是一种常见的波位编排样式。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种雷达角度搜索的扫描方法，用以解决现有扫描的覆盖率和重叠率难以兼顾的问题。
[0010]为实现上述目的，本发明的方案包括:一种雷达角度搜索的扫描方法，波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。
[0011]按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方向的连线，两连线夹角为旋转步长。
[0012]所述初始方向为穿过初始波位的任一径向方向。
[0013]根据波束覆盖率要求计算距离步长。
[0014]距离步长小于波位直径。
[0015]所述旋转步长为黄金角。
[0016]本发明的扫描方法保证了空域的覆盖率，而且波位重叠率要小于交叠方式。给出的实现方式非常简练高效。
【附图说明】
[0017]图1(a)为纵列波位示意图；
[0018]图1(b)为交置波位不意图；
[0019]图1(c)为交错波位示意图；
[0020]图2是本发明扫描方式的波位示意图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0022]本发明的基本方案是:波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。
[0023]实现方法可以采用按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方式的连线，两连线夹角为旋转步长。
[0024]在设定的空域范围内，逐个确定波位，最终波位呈螺旋型覆盖空域。
[0025]具体来说，扫描方法如下:
[0026]1.1)确定扫描空域范围及形状。按照实际的工况要求(如指令)确定扫描空域的中心和准备扫描的空域范围，空域范围可以是圆形也可以是其他形状(如矩形、梯形)；计算空域的边界。
[0027]1.2)根据波束覆盖率要求计算距离步长。步长的计算考虑3dB波束宽度和覆盖率要求，步长小则覆盖率高、波位数多，完场扫描空域的时间就长，反之亦然。
[0028]1.3)按照黄金角(黄金比例分割圆)计算扫描波束波位。首先在扫描空域中心编排第一个波位，后续波位的编排在径向上按1.2)确定的距离步长移动、在圆周上按黄金角(360°*0.618033....，大约为222.49°，即旋转步长)往一个方向旋转，逐步摊大覆盖到整个搜索空域。
[0029]首先确定扫描的初始波位&，以该初始波位的任一径向为初始方向，确定第二波位，第二波位B2与初始波位&连线B2B!与初始方向的夹角为旋转步长，第二波位出与第一波位仏之间长度为距离步长;第三波位B3与连线B2B!的夹角为旋转步长，第三波位B3与第二波位出之间长度为距离步长;按照上述旋转步长和距离步长确定所有波位。
[0030 ] Β!，B2，B3…分别为对应波位的圆心。
[0031]上述距离步长、旋转步长都是可以调节、旋转的，并不限定为上述的值。
[0032]1.4)判断扫描空域边界。将1.3)计算出来的波位进行扫描空域的边界判断，如果超出空域边界就舍弃，否则就作为扫描波束波位。
[0033]1.5)重复步骤1.3)至1.4)直到完成整个扫描空域的覆盖。
[0034]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。2.根据权利要求1所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方向的连线，两连线夹角为旋转步长。3.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，所述初始方向为穿过初始波位的任一径向方向。4.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，根据波束覆盖率要求计算距离步长。5.根据权利要求4所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，距离步长小于波位直径。6.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，所述旋转步长为黄金角。
【专利摘要】本发明涉及一种雷达角度搜索的扫描方法，按照一个波位确定其下一个波位：待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长；待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方式的连线，两连线夹角为旋转步长。本发明的扫描方法保证了空域的覆盖率，而且波位重叠率要小于交叠方式。
【IPC分类】G01S7/02
【公开号】CN105487051
【申请号】CN201510760392
【发明人】张军, 王嵛琦, 刘广军, 侯丹丹
【申请人】中国空空导弹研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月10日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雷达角度搜索的扫描方法。
【背景技术】
[0002]雷达在角度上进行搜索目标时，常常是以预定的空间指向为中心，在指向中心一定的角度范围之内进行波束扫描，让波束覆盖目标可能出现的空域范围，通过探测到照射在目标上的雷达回波来发现目标，进而进行进一步的跟踪、测量等其他工作。
[0003]扫描波束在空域上的停留形成波位，在每一个波位上雷达进行相应的信号与信息处理。由于雷达波束在空域上的投影是圆形，用圆形覆盖一个空域存在着覆盖率和交叠率的问题，常常根据相邻波位重叠最小和扫描范围最大的原则来设计。常规机械扫描雷达和相控阵电扫描雷达都存在此角度搜索的波位编排问题。
[0004]如果波位之间过于紧凑，扫描区域的波位数目增加，将不可避免地浪费雷达系统资源，降低扫描效率，增加扫描时间；如果波位之间过于稀松，波束的空域覆盖率降低，会造成目标检测概率的降低。
[0005]雷达角度搜索波位的编排样式主要有纵列波位、交叠波位和交错波位三种。
[0006]如图1(a)为纵列波位，所需的波位数目最少，但覆盖率仅为78.5%,适合系统资源紧缺时使用。
[0007]如图1 (b)为交叠波位，覆盖率可以达到100%，没有遗漏但重叠率高(57% )，扫描效率低下。
[0008]如图1(c)为交错波位，覆盖率在90%左右，是一种常见的波位编排样式。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种雷达角度搜索的扫描方法，用以解决现有扫描的覆盖率和重叠率难以兼顾的问题。
[0010]为实现上述目的，本发明的方案包括:一种雷达角度搜索的扫描方法，波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。
[0011]按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方向的连线，两连线夹角为旋转步长。
[0012]所述初始方向为穿过初始波位的任一径向方向。
[0013]根据波束覆盖率要求计算距离步长。
[0014]距离步长小于波位直径。
[0015]所述旋转步长为黄金角。
[0016]本发明的扫描方法保证了空域的覆盖率，而且波位重叠率要小于交叠方式。给出的实现方式非常简练高效。
【附图说明】
[0017]图1(a)为纵列波位示意图；
[0018]图1(b)为交置波位不意图；
[0019]图1(c)为交错波位示意图；
[0020]图2是本发明扫描方式的波位示意图。
【具体实施方式】
[0021 ]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0022]本发明的基本方案是:波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。
[0023]实现方法可以采用按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方式的连线，两连线夹角为旋转步长。
[0024]在设定的空域范围内，逐个确定波位，最终波位呈螺旋型覆盖空域。
[0025]具体来说，扫描方法如下:
[0026]1.1)确定扫描空域范围及形状。按照实际的工况要求(如指令)确定扫描空域的中心和准备扫描的空域范围，空域范围可以是圆形也可以是其他形状(如矩形、梯形)；计算空域的边界。
[0027]1.2)根据波束覆盖率要求计算距离步长。步长的计算考虑3dB波束宽度和覆盖率要求，步长小则覆盖率高、波位数多，完场扫描空域的时间就长，反之亦然。
[0028]1.3)按照黄金角(黄金比例分割圆)计算扫描波束波位。首先在扫描空域中心编排第一个波位，后续波位的编排在径向上按1.2)确定的距离步长移动、在圆周上按黄金角(360°*0.618033....，大约为222.49°，即旋转步长)往一个方向旋转，逐步摊大覆盖到整个搜索空域。
[0029]首先确定扫描的初始波位&，以该初始波位的任一径向为初始方向，确定第二波位，第二波位B2与初始波位&连线B2B!与初始方向的夹角为旋转步长，第二波位出与第一波位仏之间长度为距离步长;第三波位B3与连线B2B!的夹角为旋转步长，第三波位B3与第二波位出之间长度为距离步长;按照上述旋转步长和距离步长确定所有波位。
[0030 ] Β!，B2，B3…分别为对应波位的圆心。
[0031]上述距离步长、旋转步长都是可以调节、旋转的，并不限定为上述的值。
[0032]1.4)判断扫描空域边界。将1.3)计算出来的波位进行扫描空域的边界判断，如果超出空域边界就舍弃，否则就作为扫描波束波位。
[0033]1.5)重复步骤1.3)至1.4)直到完成整个扫描空域的覆盖。
[0034]以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，波位呈中心向外展开的螺旋型以覆盖整个空域。2.根据权利要求1所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，按照一个波位确定其下一个波位:待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长;待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方向的连线，两连线夹角为旋转步长。3.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，所述初始方向为穿过初始波位的任一径向方向。4.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，根据波束覆盖率要求计算距离步长。5.根据权利要求4所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，距离步长小于波位直径。6.根据权利要求2所述的雷达角度搜索的扫描方法，其特征在于，所述旋转步长为黄金角。
【专利摘要】本发明涉及一种雷达角度搜索的扫描方法，按照一个波位确定其下一个波位：待确定波位与当前波位之间的长度为距离步长；待确定波位与当前波位的连线，当前波位与其前一个波位或初始方式的连线，两连线夹角为旋转步长。本发明的扫描方法保证了空域的覆盖率，而且波位重叠率要小于交叠方式。
【IPC分类】G01S7/02
【公开号】CN105487051
【申请号】CN201510760392
【发明人】张军, 王嵛琦, 刘广军, 侯丹丹
【申请人】中国空空导弹研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月10日
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