目标跟踪技术

一、角跟踪

        早期角跟踪雷达的精度依赖于所使用的波束的尺寸，现代大多是雷达系统通过利用单脉冲跟踪技术获得更优的角度测量结果。

        跟踪雷达利用雷达波束内目标角度相对于天线主轴角度的偏移量来产生一个误差信号，这个误差信号去驱动伺服系统跟踪目标。

顺序波瓣法

                顺序波瓣法时通过在天线视线轴两边两个预先确定的对称位置之间连续地切换笔形波束来实现的。当波束在两个位置之间切换时，雷达测量回波信号电平，两个测量信号电平的差异用于计算角度测量误差。

         为了在正交坐标系中获得角度误差，需要知道该坐标系的两个或者更多的切换位置。因此，在两个坐标系内的跟踪可以通过使用四个天线组成的天线组或者五个天线组成的天线组来实现。在后一种情形下，中间的一个天线用于发射，其它的四个天线用于接收。

圆锥扫描

        右图，当波束位于B位置时，目标回波将有最大幅度，而天线位于位置A时，目标回波将有最小幅度。 

         假定t=0是波束的起始位置，变量定义了目标位置于天线跟踪轴之间的距离。从而方位向与俯仰向的误差分别为、，然后驱动伺服系统进行运动。

二、比幅单脉冲

        比幅单脉冲与顺序波瓣法相同，需要四个倾斜的波束来测量目标的角度位置。但是比幅单脉冲的四个波束是同时产生的，而不是顺序产生的。通过一个特殊的天线馈电方式使四个波束由一个脉冲来产生。

        幅度单脉冲要求四个信号的相位相同，但具有不同的幅度。

三、比相单脉冲

        比相单脉冲具有相同的幅度但具有不同的相位，比相单脉冲雷达对每个坐标系使用最少由两个阵元组成的阵列天线。相位误差信号是由不同的天线阵列产生的信号之间的相位差来计算而得出的。 

四、距离跟踪

         距离跟踪是通过估计发射脉冲的往返延迟来测量的。连续地估计运动目标距离的过程就称为距离跟踪，由于运动目标的距离随时间变化，因此距离跟踪器必须不断地进行调整，以便保持目标在距离上被锁定。这一过程可以用一个分裂波门系统来实现，其中要应用两个距离门。

         前波门起始于期望的雷达回波起始时间并持续到雷达回波时间宽度的一半，后波门起始于雷达回波的中心并于雷达回波结束时结束。为此，雷达回波时间宽度和脉冲中心时间的良好估计必须报告给距离跟踪器，从而前后波门能够正确地处于期望回波的起始和中心时刻上。

五、边扫描边跟踪（TWS）

                边扫描边跟踪雷达系统每隔一个扫描间隔对每个目标采样一次，并在扫描间隔期间使用复杂的平滑及预测滤波器来估计目标参数，一旦某一特定目标被检测到，发射一系列的脉冲来验证目标的参数，然后为此目标建立一个跟踪文件。

        一旦TWS雷达检测到一个新目标，雷达就会为该目标的检测初始化一个独立的跟踪文件，这样能确保对该目标的顺序检测可以一起被处理，从而估计除目标的未来参数。位置、速度和加速度组成跟踪文件的主要部分，一般地，在建立跟踪文件以前，至少还需要另一次确认检测。