一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置，包括：S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。本发明专利技术采用内场实验环境进行校准，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，通过软件实现自动化标校。该方法大大提高校准效率和校准精度，对于大带宽极化雷达，只需20分钟便能完成校准和验证，并且该方法灵活性强，可通过装订设置不同频点、不同极化、不同角度步进等参数进行校准，对工程调试有很大的应用价值。

An automatic calibration method and device for multi frequency point difference pattern of seeker

The invention discloses an automatic calibration method and device for the multi frequency point difference pattern of the seeker, including: S1, setting the radar antenna in the seeker to the initial zero position, and aiming the seeker at the target; S2, rotating the radar antenna to the set azimuth angle and pitch angle, measuring and calculating the angular error of the frequency point; S3, repeating step S2 until calculating the angular error of all the working frequency points Differential storage. The invention adopts the method of internal field experiment environment for calibration, adopting the method of target simulator immobility and radar rotation to calibrate the angle zero deviation of radar difference pattern and the slope of different angle difference, and realizing automatic calibration by software. This method can greatly improve the efficiency and accuracy of calibration. It only takes 20 minutes to complete the calibration and verification for the wide bandwidth polarization radar. Moreover, this method has strong flexibility. It can be calibrated by binding different frequency points, different polarizations, different angle steps and other parameters. It has great application value for engineering debugging.

【技术实现步骤摘要】
一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置
本专利技术涉及通信
更具体地，涉及一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置。
技术介绍
常用雷达测角方法是对接收的和差信号比幅/比相方法进行角误差测量，其计算方法为：其中Δ为接收差信号，Σ为和信号，k为角误差斜率，α为目标角度。由于接收系统引入的和/差通道幅相不一致，雷达天线设计误差、工艺误差等引起天线方向图畸变，使得不同频点下的角度零偏、不同角度下的差斜率发生变化，从而降低雷达测角精度，因此需要雷达整机进行差方向图零偏和角误差斜率的校准。传统导引头校准方法采用暗室面阵进行标校，将目标移动一定角度，借助示波器等测试设备，人工调节移相器进行和差通道角度零偏校准，同样方法选取典型角度(一般选取-1度和+1度)对角误差斜率进行校准，而幅度一致性只能通过前期设计保证，校准工作量大、精度差，并且耗费大量人力和实验室资源。因此，需要提供一种导引头多频点差方向图自动补偿方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导引头多频点差方向图自动校准方法和装置，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，大大提高校准效率和校准精度。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种导引头多频点差方向图自动校准方法，包括：S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。进一步的，步骤S1中，所述导引头的轴向与所述目标的中心对准。进一步的，设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。进一步的，设置雷达天线校准角度间隔，转动天线至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。进一步的，所述方法还包括：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。本专利技术的一个实施例还公开了一种导引头多频点差方向图自动校准装置，包括：控制台、导引头、目标模拟器，所述导引头内设置有雷达，所述控制台用于控制雷达天线指向设定位置，所述导引头的轴向与所述目标模拟器的中心对准。进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，控制雷达连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。进一步的，所述控制台还用于设置雷达天线校准角度间隔，并控制导引头转动至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。进一步的，所述控制台还用于读取存储的每个频点的角误差，根据当前雷达天线所在频点查找对应的角误差，：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。本专利技术的一个实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述计算机可读存储介质在计算机上运行时，使得所述计算机运行上述的方法。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案采用内场实验环境进行校准，采用目标模拟器不动，雷达转动的方法进行雷达差方向图角度零偏、不同角度差斜率的校准，通过软件实现自动化标校。该方法大大提高校准效率和校准精度，对于大带宽极化雷达，只需20分钟便能完成校准和验证，并且该方法灵活性强，可通过装订设置不同频点、不同极化、不同角度步进等参数进行校准，对工程调试有很大的应用价值。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1为本专利技术一种导引头多频点差方向图自动校准方法流程示意图；图2为本专利技术一种导引头多频点差方向图自动校准装置示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术公开的一种导引头多频点差方向图自动校准方法，包括：S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。雷达校准的机理为：雷达探测目标实际角度计算方法如下，其中α为目标真实角度，θ为导引头天线指向角度，ε为计算得到的角误差，即信号的和差比，ε0为系统带来的角度零偏，k为角误差斜率。对于公式(1),进行差斜率k和角度零偏ε0的校准，通过天线转动不同的角度计算得到该角度下的角误差斜率。其中，计算角误差零偏方法为：当天线位于方位0度时，此时雷达测试得到的目标角误差即为角误差零偏ε0；计算差斜率的方法为：当天线位于方位角度θ(θ不为零)时，测得此时目标角误差为ε，公式(1)中目标真实角度α＝0，得到此时差斜率为最后，计算差斜率修正值f＝k/k0，并将该参数保存，其中k0为未校准前的差斜率。具体的，如图1所示，首先雷达上电，初始化雷达天线指向为方位0度，俯仰0度，将导引头与目标模拟器进行机械对准，保证导引头轴向与目标模拟器中心对准，即保证目标真实角度α＝0度。上电自检后进行数据封装，根据校准要求装订校准参数(包括校准起始和截止工作频率、工作极化、校准角度步进量等)。然后控制台向雷达发送角度校准的控制指令，雷达软件收到校准命令后，根据之前设置的参数设置对应的工作模式，将驱动天线角度为方位0度，俯仰0度设置为起始频点，等待200ms(保证随动系统角度稳定)，打开波门进行信号采集与处理，计算检测到的目标信息，提取目标角误差信息，即为该频点角度零偏，连续采集10帧目标信息，对角误差取平均得到角误差零偏补偿值，角误差平均计算方法如下，其中为10帧平均角误差，i为帧号，εi为第i帧计算得到的目标角误差。根据预设参数中校准角度间隔为Δθ，将雷达天线转动到左边，方位角度为-Δθ度，俯仰0度，根据公式(2)得到该角度角误差修正值f1。依次设置方位角度为-2Δθ、-3Δθ……-NΔθ(NΔθ不超过半波束宽度)，同样方法得到角误差修正值f2......fN，并存储于内存中，每个角误差参数均采用连续10帧取平均的方式。随后转动雷达天线到右边，依次设置方位角度为Δθ、2Δθ、3Δθ……N·Δθ，得到角误差修正值f1......fN，连续10帧取平均存储该修正值。重复上述步骤直到遍历所以工作频点，将补偿值存入flash用于正常流程下使用。雷达在校准过程中和校准结束时根据协议将目标信息上报控制台。完成雷达角度校准后，雷达重新上电，正常工作流程下，上电初始化时读取flash角误差补偿参数，存于内存中；根据当前设置的工作频点查找对应角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导引头多频点差方向图自动校准方法，其特征在于，包括：/nS1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；/nS2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；/nS3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。/n

【技术特征摘要】
1.一种导引头多频点差方向图自动校准方法，其特征在于，包括：
S1、设置导引头内的雷达天线指向初始零位，并将导引头对准目标；
S2、将雷达天线转动至设定的方位角度和俯仰角度，测量并计算该频点的角误差；
S3、重复步骤S2直到计算出所有工作频点的角误差并存储。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述导引头的轴向与所述目标的中心对准。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，设置雷达天线的方位角度和俯仰角度均为零度时为起始频点，连续采集多帧目标信息，计算得到该频点的角误差的平均值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3中，设置雷达天线校准角度间隔，转动天线至每个间隔角度处，连续采集多帧目标信息，计算得到对应频点的角误差的平均值。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：读取存储的每个频点的角误差，根据当前设置的频点查找对应的角误差，计算探测目标的实际角度。


6.一种导引头多频点差方向图自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：何金帅，许友哲，刘进，于颖，王银桥，林荣松，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11