2.4.2 “滑窗”测角原理

“滑窗”测角原理图如图 2.10 所示。分别测量旋转天线主波束前沿指向目标的方位角 θ₁和主波束后沿指向目标的方位角θ₂，目标的方位角是这两个角度的平均值，即

图2.10 “滑窗”测角原理图

当目标没有进入旋转天线主波束前沿时，应答机不可能发射应答信号。随着天线旋转，当询问机接收到第一组应答信号时，所对应的方位角就是旋转天线主波束前沿指向目标的方位角 θ₁。天线继续旋转，询问机将会接收到更多的应答信号。当询问机接收到最后一组应答信号时，所对应的方位角就是旋转天线主波束后沿指向目标的方位角 θ₂。这种实现方位角测量的技术叫作“滑窗”处理技术。

“滑窗”处理的工作原理如图2.11所示。“滑窗”由按照距离顺序排列的存储单元组成，每列存储单元存储一次询问产生的应答数据，按照目标距离自下而上地将应答数据存储在存储单元中，距离最近的目标应答数据存储在最下面的存储单元中。存储单元中存储的数据包括目标的方位、识别代码、高度数据等。

图2.11 “滑窗”处理的工作原理

应答信号译码器输出的应答数据从图 2.11 中右边第一列最上面的存储单元输入。右边第一列存储单元存储当前询问的目标应答数据，右边第二列存储单元存储前一次询问的目标应答数据，以此类推，左边第一列存储单元存储最早的目标应答数据。存储单元中的内容自右向左滑动，每当新的应答数据到达时向左滑动一次，左边第一列存储单元中最早的目标应答数据被移出存储单元，右边第一列存储单元中的应答数据被移动到右边第二列存储单元中，空出来的存储单元存储当前询问所接收到的应答数据。“滑窗”的存储位置用来记录接收到的应答数据是否与先前的应答数据处于距离相同的存储单元内，以便确定接收到的应答信号是否为同步应答信号。为了避免少数串扰偶尔与本地询问信号同步产生假目标，必须规定一个门限值（最少同步应答次数），只有应答次数达到或超过门限值才能形成目标报告。典型的“滑窗”长度（存储单元列数）一般为8～16。当“滑窗”长度为8时，门限值一般设定为5。

假设利用“滑窗”处理技术测量目标方位角，门限值设定为5，当天线主波束前沿指向目标时，询问机将接收到第一组应答信号，并将应答数据存储在对应的存储单元内；第二次询问选用了不同的工作模式，接收到的应答识别代码存储在存储单元的第二个识别代码字段内；继续询问所接收到的应答识别代码应当是在前两次询问中已经接收过的，因此可以用来进行识别代码验证。当接收到5次同步应答信号时，得到天线主波束前沿指向目标的方位角θ₁，并且将θ₁与最后一次应答的识别代码一起存储在存储单元适当的字段内。天线继续旋转，在某个时刻目标停止发送应答信号，并且连续 4 次询问都没有接收到应答信号，这时所对应的方位角就是天线主波束后沿指向目标的方位角 θ₂，因为一般情况下天线主波束后沿门限值比前沿门限值少一次应答。由此可得，目标的方位角为

式中，θ₀为天线方位角延时量。因为天线主波束真实前沿方位角是接收到第一个应答信号时的角度，主波束真实后沿方位角是接收到最后一个应答信号的角度。“滑窗”处理要求只有接收应答信号的次数达到门限值才能确定主波束前沿或主波束后沿方位角，因此产生了天线方位角延时量θ₀。θ₀的取值与脉冲前沿准则、脉冲后沿准则及“滑窗”长度有关，与应答概率无关。

在取得天线主波束后沿数据的同时，将存储单元中的内容收集起来形成目标报告，存储单元对应的距离就是该目标的距离。在应答机的应答概率比较高且串扰不太多的情况下，“滑窗”处理能够得到比较精确的目标方位角数据。

“滑窗”处理的缺点：要求在天线扫描过程中连续发射询问信号，即使采用450Hz的最高询问频率，这种“滑窗”处理的方法也是不可靠的，同时会给系统造成严重的干扰；“滑窗”处理的方位角测量精度取决于天线主波束边沿的询问机接收信噪比，这些区域是弱信号区，接收信噪比低。此外，由占据导致应答次数减少或因串扰产生多余应答次数，都会引起应答信号中心角度偏移，产生方位角测量误差。如果飞机上的应答机缺少某种工作模式，那么也会引入方位角测量误差。

为了防止信号重叠或交错出现“假目标”，“滑窗”处理技术最多只能处理应答信号互相重叠的两个目标。