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自动测角原理是建立在等信号法基础上的。

顺序波瓣-圆锥扫描自动测角系统，即一个天线方向图，通过圆锥路线旋转扫描，进行自动测角。

如左图，红虚线O'O为天线方向图的旋转轴，即等信号轴，天线以此为轴进行圆锥路线的扫描。黑实线O'A为目标方向。蓝虚线O'B为方向图波束中心。

记波束中心与等信号轴的夹角为，此角在波束进行圆锥扫描过程中是不变的。记目标方向与旋转轴的夹角为，此角如果目标为固定目标，则角度值也是定值。记波束中心与目标方向的夹角为，在进行圆锥扫描过程中，这个角度是变化的，就是目标逐渐远离接近波束中心。

选一垂直于旋转轴的截面进行横切，可得右图。其中O点即为旋转轴，B点即为天线方向图波束中心，B以角速度绕旋转轴O进行旋转。A为目标方位。从这个图中可以更清晰的看出，，，不是一定在同一个平面上的，所以三者关系并不简单满足和差关系。另若以横轴正半轴为起始位置，经时间，OB所处的方位应该是，若记OA方位为，则角BOA则为。

当目标距离雷达距离为，角度偏差不大时，则三角形 OAB三边分别可近似为 OA=，AB=，BO=。

根据三角形余弦定理，如下图，其中ABC为三角形三个顶角，abc分别为其对边。

有关系：

则三角形OAB可有对应关系：

两边同除可得：

两边开根可得：

提出可得：

根据近似关系可得：

忽略极小项可得：（1）

自动测角原理是在等信号法基础上进行的，即还是根据回波信号幅值强度进行的，记回波信号幅值强度为：（2）

其中包含目标距离，雷达功率等，在定目标情况下，可视为常数。为天线增益，在收发共用的基础上，发射增益和接收增益可视为近似相等，即为。

将式（1）代入式（2）可得：

根据泰勒展开公式，在处展开有：，则。

提出可得：

其中包含内容在为可知量，在定目标情况下，可视为定值，记为。在同一天线设备下可视为可知定值，记为。

则可进一步将回波信号幅值强度记为：，其中直流分量为可知量，刨去直流分量后，回波信号幅值强度为：

若为脉冲信号，则简图可画为如下：

因为为可知量，所以在有回波信号幅值强度的时候，可以刨去后可得。但是要进行角度跟踪，只有是不够的，因为空间是三维的，所以需要方位维和距离维两个量进行确定目标具体方位，然后进行角度跟踪。

根据三角函数和差公式可得：

分两路，分别乘和分别可得：

根据倍角公式，，分别可得：

然后通过低通滤波器过滤掉二倍频量分别可得：

此时即获得了方位维和距离维可进行角度跟踪。

当是动目标时，若目标向雷达运动，则回波信号幅值强度简图如下：

此时需要自动增益控制进行补偿，再进行处理。

本文有部分内容，即标红处，个人理解欠佳，不能详尽阐述，望读者谅解。

参考：

魏青. 雷达原理. 西安电子科技大学

声明：

本文发表内容，为经学习后个人理解记述，欢迎各位老师批评指正。

个人简介

本人为内蒙古工业大学新一代电子信息技术专业硕士研究生，2027届毕业。

研究方向主要围绕雷达信号处理、SAR成像以及毫米波雷达相关技术展开。目前正在学习雷达系统原理、测角技术、动目标检测与跟踪等内容，并通过理论推导与MATLAB仿真加深对相关算法的理解。

希望未来能够从事雷达信号处理、毫米波雷达算法等相关工作。

欢迎行业前辈交流与指导。