基於地形匹配的數字陣列米波雷達超分辨測高方法

專利背景

按照仰角波束的形成方式和掃描方式，三坐標3D雷達可分為堆積波束雷達頻掃雷達、相掃雷達和數字波束形成雷達。

堆積波束雷達把同時形成的接收波束在仰角上垂直堆積起來，並在方位上機械掃描，以實現搜尋目標和目標三坐標的測量。例如，美國的陸基S波段三坐標AN/TPS-43雷達，以6個仰角波束覆蓋20°的仰角範圍。L波段三坐標S713Martello雷達用8個堆積波束覆蓋20°的仰角範圍。

頻率掃描雷達通過控制頻率的變化在口徑面上產生不同的相位變化梯度，從而通過電控的方法使波束指向所需的仰角，例如，S波段艦載三坐標AN/SPS-39、AN/SPS-48雷達。

相控陣三坐標雷達採用移相器在仰角上掃描或控制筆形窄波束掃描。例如L波段遠程三坐標AN/TPS-59戰術機動雷達。

可見，以上三坐標雷達主要是工作在S波段和L波段等微波波段。而在米波波段，波束較寬，波束因地、海面反射而導致波瓣分裂。因此，過去的米波雷達均為兩坐標雷達，而兩坐標雷達又不能滿足現代戰爭的要求。

國內外雷達界普遍認為，米波雷達具有反隱身能力。但是米波雷達因受波長長、天線尺寸和架高有限等因素的限制，天線波束寬度寬、角分辨力低，更重要的是因地、海面反射即所謂“多徑”問題使其難以探測低空目標，且在多徑環境下難以測高，故米波雷達的測高問題一直是雷達界尚未很好解決的難題。

為較好地解決米波測高難題，最主要的技術途徑是增大天線在高度維的孔徑，以減小天線垂直面的波束寬度。而對於低空目標，即使增大天線在高度維的孔徑，因無法避開“多徑”問題，其解決測高問題主要有三類技術：

（1）穿越波束法，也就是單頻波瓣分裂法，利用目標穿越波束時回波幅度的變化進行估高。這種方法要求較長的時間，只能估高而不能測高。

（2）多頻波瓣分裂測高法。利用多個工作頻率時分工作，但要求多個頻率的工作頻寬較寬。這種方法在理論可行，但實際系統較複雜，還沒有這種實用系統。