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波束宽度

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  在雷达气象中,波束宽度定义为:波束两个半功率点之间的夹角。与天线增益有关,一般天线增益越大,波束就越窄,探测角分辨率就越高。

  信号的波束宽度,指的是在最大辐射方向两侧,辐射功率下降3dB的两个方向的夹角,对于扫描信号部分扫描信号的波束宽度控制和扫描信号幅值控制问题。扫描信号的包络形式为sinx/x,直接采用计算方式实现,占用资源太大,且运算速度很慢,综合考虑,采用查找数据表的方式实现。首先通过c++编程,输出了一个波束宽度为0.50,扫描幅度为13 dB的扫描数据表,对于波束宽度的控制比较简单,通过调用数据表数值的次数来控制,次数的大小由所需要波束宽度与0.5的倍数决定,比如,角度为1度时,对于数据表的每一位数据,调用两次即可。而对于扫描信号幅值的控制,则需要先对扫描表的数值进行归一化处理,并将所需要的参数通过前面介绍的分贝转换方法转换为线性数值,然后将该线性值与归一化后的数值相乘,即为所需要的数据。

  对于扫描信号部分的测试脉冲,则为一个宽度为128微秒,包络与扫描信号相同,形式为sinx/x的扫描信号,测试脉冲并没有波束宽度的控制需要,其幅值控制与扫描信号的幅值控制方式相同,测试脉冲的实现也是通过查找扫描表来实现。需要注意的是,仰角信号和拉平信号中没有测试脉冲。

  尤其需要注意的是拉平信号,因为拉平信号的扫描速率与其他扫描信号不同,拉平信号的扫描精度要求更高,所以拉平信号的扫描表另外单独给出,而其他扫描信号用的都是同一个扫描信号查找表。

  对于方位扫描波束来说,跑道越长,要求波束越窄,当跑道长度为4500m时,波束宽度一般选用1度;当跑道长度长为2400m时,其波束宽度为2度,而当跑道长为1500m或更短时,波束宽度选为3度。这样选择的原因是保证在所有的跑道入口处得到相同的制导精度。

  仰角信号在水平面内覆盖整个方位台比例制导区,垂直面内提供的下滑道角度可以由机载接收机来选择,仰

  角信号的扫描角度为一1.5度~+29.5度,垂直面内的扫描波束宽度与跑道长度无关,而主要取决于所要求的进近着陆类别,以满足不同的精度要求。如图所示为仰角信号的仿真波形及其各个参数。

  拉平台与仰角台一样,垂直面内的扫描波束宽度主要取决于所要求的进近着陆类别,以满足不同的精度要求,而拉平台的波束宽度一般要求为0.5度,其仿真信号波形与仰角信号相似。

  另外,当来自天线dBm,若方位扫描波束宽度变化为3度~5度时,设备的精度要求可线性地增加到如下图所示值的1.6倍;若仰角扫描波束宽度变化为20一30时,设备的精度要求可线]

  苏鹏达. 微波着陆系统模拟信号的研究及FPGA实现[D]. 西安电子科技大学, 2014.

  白磊. 微波着陆系统(MLS)接收机的数字信号处理[D]. 西安电子科技大学, 2008.