子波束C：
子波束D：
FC(?,?)?F?(?0??)F?(?0??)
(3-7)
FD(?,?)?F?(?0??)F?(?0??)
于是得到和差波束的方向图如下：
(3-8)
和波束方向图函数：
F?(?,?)?FA(?,?)?FB(?,?)?FC(?,?)?FD(?,?)
(3-9)
图3-7 和波束方向图
图3-7是利用式(3-9)得到简化的辛格函数三维方向图模型的和波束天线方向图，其中仿真参数为：方位面和俯仰面的偏离角分别为?0?5°，?0=3°。
通过这种方法得到的简化之后的和波束天线方向图，也就是本文中所用到的天线模型，而在很多复杂的系统仿真中需要对波束进行更精确的建模以实现更加复杂精准的功能，比如文中只对除主瓣和第一副瓣外的其他旁瓣做平均化处理，显然会带来误差。通过与和波束相似的方法可得到方位、俯仰平面的差波束方向图，其形式如下：
方位差波束方向图函数：
F??(?,?)?FA(?,?)?FD(?,?)?FB(?,?)?FC(?,?)
(3-10)
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第三章 雷达天线
图3-8方位差波束方向图
图3-8是利用式(3-10)得到的简化的辛格函数三维方向图模型中方位差波束方向图，其中仿真参数为：方位面和俯仰面的偏离角分别为?0?5°，?0=3°。 俯仰差波束方向图函数：
F??(?,?)?FA(?,?)?FB(?,?)?FC(?,?)?FD(?,?)
(3-11)
图3-9 俯仰差波束方向图
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图3-9是利用式(3-11)得到的简化的辛格函数三维方向图模型中的俯仰差波
束方向图，其中仿真参数为：方位面和俯仰面的偏离角分别为?0?5°，?0=3°。
3.5 本章小结
和差脉冲测角是利用和差波束对目标进行探测、跟踪的，因而需要建立天线的
和差波束方向图。本章首先介绍了天线的参数，建立了简化的和差波束方向图模型并给出了matlab下的仿真图形；对和差波束的性能进行了对比分析；最后还建立了在空间中的三维和差波束方向图，分别得到了和波束、方位差、俯仰差的三维立体图像。平面的天线方向图是三维方向图的剖面，用和波束进行发射是为了增强信号能量，以增大距离测量的范围。
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第四章 测角方法及其比较
第四章 测角方法及其比较
4.1相位法测角
4.1.1 基本原理
相位法测角是利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。如图4-1所示,设在?方向有一远区目标, 则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。由于两天线间距为d, 故它们所收到的信号由于存在波程差ΔR而产生一相位差?,由图4-1知：
2?2?[12]
????R??dsin? (4-1)
其中λ为雷达波长。如用相位计进行比相, 测出其相位差?,就可以确定目标方向
?。
图4-1相位法测角方框图
由于在较低频率上容易实现比相,故通常将两天线收到的高频信号经与同一本振信号差频后,在中频进行比相。 设两高频信号为：
本振信号为：
u1?U1cos(wt??)
(4-2) (4-3)
u2?U2cos?wt?
uL?ULcos(wLt??L)
(4-4)
其中，?为两信号的相位差；?L为本振信号初相。u1和uL差频得：
uL1?UL1cos[(w?wL)t????L]
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(4-5)
u2与uL差频得：
uL2?UL2cos[(w?wL)t??L]
(4-6)
可见，两中频信号uL1与uL2之间的相位差仍为?。
图4-2相位法测角方框图
图4-2所示为一个相位法测角的方框图。接收信号经过混频、放大后再加到相位比较器当中进行比相。其中的自动增益控制电路用来保证中频信号幅度的稳定, 以免幅度变化引起测角误差。
图中的相位比较器可以采用相位检波器。图4-3所示为相位检波器的一种具体电路，它由两个单端检波器组成。其中每个单端检波器与普通检波器的差别仅仅在于检波器的输入端是两个信号，根据两个信号间相位差的不同，其合成电压的振幅将改变，这样就把输入信号间相位差的变化转变为不同检波输出电压。
图4-3二极管相位检波器电路及矢量图
(a) 电路; (b) U2>>U1; (c) U2=1/2U1
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