一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法
【专利摘要】本发明属于通信雷达【技术领域】，提供了一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，具体包括以下步骤，建立查找表，以2π/(2L-1)为间隔，在(-π,π]范围内遍历每个相位差，构造相位差组合；对每个相位差组合进行解模糊计算得到相位模糊数；构造表值，建立查找表；鉴相系统测量获取相位差的测量值，查表计算，获取对应表值并分解为相应的模糊数，计算真实相位差；根据频系统输出的波长和真实相位差，计算来波方向的俯仰角和方位角。使用查表法解模糊，避免了公式解模糊的繁琐计算，极大的缩短测向时间，可以将测向时间从十毫秒级缩短到百纳秒级，适应实时应用。
【专利说明】一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于通信雷达【技术领域】，特别涉及无线电监测中的基于圆阵相位干涉仪体 制的宽带瞬时测向方法。
【背景技术】
[0002] 无线电测向是指测量目标辐射源的位置，广泛应用于民用和军用领域，如移动通 信，雷达，声纳等。相对于其他测向方法，相位干涉仪具有结构简单，易于实现，成熟度高的 优点。对于二维测向，圆阵相对于其他阵型可以缩小阵列尺寸，易于复合其他装置。
[0003] 干涉仪测向最核心的是解相位模糊，圆阵解模糊的算法比线阵要稍显复杂，一般 会涉及聚类分析。有学者提出基于聚类门限的解模糊方法（见文献：谢立允，王广松，戴旭 初.圆阵相位干涉仪二维测向解模糊新方法[J].遥测遥控，2007, 28(5) :53-59)，但由于门 限的设置问题，该方法不具备鲁棒性。另有学者提出了不需门限的聚类解模糊方法（见文 献：王琦.圆阵干涉仪测向研究[J].航天电子对抗，2009, 25 (5): 33-35)，该方法虽鲁棒， 但解模糊所需的计算量大，测向周期长，不具备实时性。
[0004] 因此，在保证鲁棒性的同时，提高测向速度成为研究的关键。
【发明内容】
[0005] 针对现有的圆阵相位干涉仪存在测向解模糊算法计算量大的技术问题，在保证精 度和鲁棒性的前提下提出一种基于查表法的宽带瞬时测向方法，具体技术方案如下：
[0006] 本发明提供了一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其具体包括 以下步骤：
[0007] 第一步，建立查找表，
[0008] (S1)取K元阵中的K-1个等长基线对应的相位差Λ ，以2以比_1)为间隔，以 (-π，π ]为范围，分别遍历Κ-1个相位差Δ φ」，j = 1，…，Κ-1,得到每个相位差Δ φ』对 应21个值，Sf
【权利要求】
1. 一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其具体包括以下步 骤： 第一步，建立查找表： (51) 取K元阵中的K-1个等长基线对应的相位差Λφ」，以2以比-1)为间隔，以 (-π，π ]为范围，分别遍历K-1个相位差Δ φ」，j = 1，…，K-1,得到每个相位差Δ φ』对 9 7Γ 应2L个值，即么其中，Μ」= 0，1，...，（2L-1);从每个Λ φ」对应的2L个 2 -1 值中任取一个值，构成一种相位差组合，最后得到2UIH)种相位差组合，其中，L表示每个相 位差的位数，将每种相位差组合中对应的K-1个％值分别转化为L位二进制数，组成位数 为L(K-l)位的表地址； (52) 对步骤（S1)中得到的2UIH)种相位差组合，分别进行解模糊，每种组合得到相邻 基线对应相位差Λ φ j与Λ φ J+1的相位模糊数和kJ+1，将和kJ+1组合成一个数值，2 ?(ΙΗ) 种相位差组合可以对应得到2UIH)个数值； (53) 根据步骤（S1)中所述的表地址，将步骤（S2)中得到的2UIH)个数值作为表值，建 立查找表； 第二步，查表计算， (54) 鉴相系统测得K-1个相位差Λ φ / (j = 1，…，K-1)测量值，设鉴相系统的相位 差用N位表示，其中N>L值，取所述测量值的高L位，K-1个相位差组成L (K-1)位查表地址， 查找所述步骤（S3)建立的查找表，获取对应的表值，并将表值分解为相位模糊数h和kj+1 ; (55) 取测量的相位差Λ φ/的N位数值，结合所述步骤（S4)中得到相位模糊数1^_和 kj+1，计算得到真实的相位差； (56) 获取测频系统输出的波长λ，根据所述步骤（S5)中得到的真实相位差，计算得到 来波方向的俯仰角和方位角。
2. 如权利要求1所述的基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其特征在 于：所述步骤（S2)在解模糊过程中的频率取值为频段内的最高频点值。
3. 如权利要求1所述的基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其特征在 于：所述步骤（S5)中的计算公式为： <i)t= <i)m+2k3i，其中<J)t表示真实的相位差，k为相位模糊数，<i) m表示测量的相位差。
4. 如权利要求1所述的基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其特征在 于：所述K元阵为5元阵。
5. 如权利要求4所述的基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其特 征在于：所述步骤（S1)取等长基线相位差Λ φ 13, Λ φ 24, Λ φ 35, Λ φ 41，每个相位差 用6位二进制数表示，以2πΛ26_1)为间隔，以（_π，π]为范围，分别遍历4个相位差 , 2 71 Λ φ13, Λ φ24, Λ φ35, Λ φ41，得到每个相位差对应64个值，即，其中， Μ」=0, 1，...，63, j表示13, 24, 35, 41标号；从每个Λ φ」对应的64个值中任取一个值，构 成一种相位差组合，最后得到224种相位差组合，将每种组合中对应的4个％值分别转化为 6位二进制数，组成位数为24位的表地址； 所述步骤（S2)中对224种相位差组合进行解模糊，每种相位差组合进行解模糊后输出 都取相位模糊数k13和k24，将k13和k24组合成一个数值，2 24种相位差组合对应得到224个数 值。
6.如权利要求1所述的基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法，其特征在 于：所述步骤（S6)中的计算过程为，根据波长值和阵元之间的参数，构造复数，则求解来 波方向俯仰角Θ =arcsin( | | )，方位角妒=arg(,/丨）。
【文档编号】G01S3/12GK104122527SQ201410332604
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】潘玉剑, 袁乃昌, 朱畅, 王超, 张晓发, 冯起, 吴微微, 陈曦, 黄敬健, 谢少毅, 邰宁 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学