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分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

陆潞 高梅国

引用本文: 陆潞, 高梅国. 分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2896-2902. doi: 10.11999/JEIT181152 shu
Citation:  Lu LU, Meiguo GAO. A Satellite Calibration Method for the Baseline Coordinate and Phase Difference of Distributed Radar Array[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2019, 41(12): 2896-2902. doi: 10.11999/JEIT181152 shu

分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法

    作者简介: 陆潞: 男,1994年生,博士生,研究方向为雷达信号处理、抗干扰;
    高梅国: 男,1965年生,教授,博士生导师,研究方向为雷达系统与信号处理,空间目标探测、成像与识别技术等
    通讯作者: 陆潞,lulu@bit.edu.cn
摘要: 在采用相位干涉测角的分布式阵列雷达系统中,系统阵面相位中心位置误差和相位误差对测角精度影响很大,且阵面相位中心位置与物理中心位置通常不一致,因此需要对其进行精细标准补偿。传统的雷达系统误差校正方法通常采用远场辐射源来对雷达进行校正,但是对于单元间距很大的分布式阵列空间目标监视雷达而言,要实现远场辐射校准往往很难。该文提出一种利用多弧段的精轨卫星精密星历对阵面相位中心位置误差引起的相位误差进行白化,然后搜索相位中心坐标和相位差使匹配方差最小的校正方法,无需使用特定仪器测量,且能很好地标定误差;计算机仿真以及实测数据验证了使用该文校正方法后,测角精度得到了显著提升。

English

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  • 图 1  相位干涉仪测角原理

    图 2  雷达阵列排布方式

    图 3  校正前、使用对比标校方法以及本文标校方法后各测试点与基线A夹角误差情况对比

    图 4  使用本文标校算法后测角精度随标校集信噪比及使用弧段数变化关系曲线

    表 1  各子阵坐标

    阵面编号设计坐标(m)实际坐标(m)固定相位差误差(rad)坐标标校结果(m)固定相位差标校结果(rad)
    1(0, 0, 0)(0, 0, 0)0(0, 0, 0)0
    2(–20, 20, 0)(–20.22, 20.03, 0.0073)0.1(–20.2202, 20.0308, 0.0091)0.1120
    3(–20, –20, 0)(–19.78, –20.07, 0.0048)–2.1(–19.7295, –20.0687, 0.0045)–2.1150
    4(50, 50, 0)(49.85, 50.11, 0.042)0.8(49.8503, 50.1114, 0.0374)0.7509
    5(50, –50, 0)(50.05, –50.18, –0.012)–0.7(50.0495, –50.1788, –0.0215)–0.7271
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    表 2  雷达观测范围内检测卫星统计

    弧段编号检测点数最大信噪比(dB)平均信噪比(dB)$\theta $角(°)$\varphi $角(°)
    14327.631223.660861.5580118.3957
    21518.544817.101780.594899.4004
    33532.095523.802996.645183.3213
    44523.785319.094497.008483.0646
    5414.279413.811761.5526118.3925
    63934.111826.635997.528582.4456
    74119.238316.359573.1886106.8396
    84423.174018.809598.068281.9641
    92215.797814.122278.8579101.2333
    103217.547614.8111104.609375.4005
    113934.111826.635997.557282.5389
    124119.238316.359573.2011106.8463
    134423.174018.809598.061881.9602
    142215.797814.122278.8513101.2298
    153217.547614.8111104.621275.4086
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    表 3  修正前后测角误差标准差(°)

    实验编号修正前$\theta $角标准差修正前$\varphi $角标准差修正后$\theta $角标准差修正后$\varphi $角标准差
    10.21270.054650.0038150.006577
    20.30850.061860.0035230.006966
    30.30790.057060.0033210.007179
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  • 通讯作者:  陆潞, lulu@bit.edu.cn
  • 收稿日期:  2018-12-14
  • 录用日期:  2019-05-19
  • 网络出版日期:  2019-05-27
  • 刊出日期:  2019-12-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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