一种基于合成极化方法的被动雷达辐射源极化识别与测向系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达与通信的信号识别及测向领域，具体涉及一种基于合成极化方法 的被动雷达辐射源极化识别与测向系统。
【背景技术】
[0002] 对空间传播的电磁信号而言，除时间、频率外，极化状态也是其重要的特征参量， 极化状态描述了电磁波的矢量运动特征，是电磁波的固有属性，携带了空间电磁信号的重 要信息，因此可将其进一步应用到对同时同频到达信号的D0A(Direction of Arrival)估 计中。在传统的极化信息应用中，大都需要使用两个微波通道传输信号的H路水平极化信息 与V路垂直极化信息。在极化识别中常用的准则有:最小输出幅度准则识别，正交极化接收 抗诱饵等。最小输出幅度准则识别中H、V为正交天线接收到的水平信号和垂直信号，通过对 微波移相器进行控制，能够获得H、V、H+V(45°线极化）、H-V( 135°线极化）、H+jV(左旋圆极 化）、H-jV(右旋圆极化）中任意一种进行输出，先求得这几种输出的幅度值，然后将以上各 幅度值存储进行比较判断，完成极化识别;正交极化接收抗诱饵，即将功率较小的目标信号 当成干扰，先求得功率较大的诱饵的极化方式，再将天线调整为与诱饵正交的极化方式。
[0003] 在本发明中，采用基于合成极化的被动辐射源极化识别方法与极化抑制测向算 法，基本思想为将接收到的两路H、V信号经幅度衰减器、移相器后相加合成再处理，不再单 独采样H、V两路信号进行后续处理，相对于传统的极化信息应用，减少了一个微波通道。在 合成极化识别方法中利用开关分别采样H、V信号，根据幅度与相位关系完成极化识别；同时 依据只有旋转矢量和发射信号的极化正交时，匹配最小，从而实现对该信号的极化抑制。通 过此种方法，可实现对功率小于干扰信号的特定辐射源的稳定测向，从而完成多路同时、同 频到达信号条件下指定信号的跟踪。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种有效的信号极化识别与极化抑制测向算法，完成被动 雷达系统中多路同时、同频到达信号下的指定极化信号的识别、跟踪的基于合成极化方法 的被动雷达辐射源极化识别与测向系统。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：
[0006] 基于合成极化方法的被动雷达辐射源极化识别与测向系统，包括：
[0007] (1)变极化天线
[0008] 采用N路天线接收空间辐射信号，天线为曲折臂变极化天线，曲折臂天线在单一口 径中包含有两个正交极化的天线，同时接收垂直和水平极化信号；
[0009] (2)微波系统
[0010] 微波系统将变极化天线接收到的垂直和水平极化信号进行幅度校正、相位校正后 合成，并将合成后的极化信号混频后输出宽带、窄带两路信号，用于后续处理，包括：
[0011] N路变极化处理通道
[0012] 将变极化天线接收到的H、V两路正交极化信号，分别经幅度衰减器、移相器，再经 合路器处理后形成合成极化信号；
[0013] 混频变频通道：
[0014] N路极化信号合成后分别经混频滤波电路为带宽为500MHz的宽带信号用于宽带接 收机处理，同时经混频变为带宽20MHz的窄带信号；
[0015] 信号处理器：
[0016]将输出的宽带信号和窄带信号分别经信号处理器后进行宽带信号分选处理及窄 带信号测向处理；
[0017]宽带与信号分选处理器：
[0018] 宽带与信号分选分机实现对500MHz带宽内的信号进行测频、信号分选与信号跟 踪，同时负责与微波组件和上位机的联络与通信，及整个信号处理器的任务调度；
[0019] 窄带中频与测向分机完成在波门内采集N路带宽为20MHz的窄带中频信号，形成I、 Q数据，并完成空间谱估计测向，在极化识别的状态下，完成极化抑制。
[0020] 本发明的有益效果在于：
[0021] (1)采用基于变极化天线、幅度校正和相位校正的合成极化方法实现被动雷达辐 射源的识别与测向。将变极化天线接收到的H、v两路正交极化信号，分别经幅度衰减器、移 相器实现幅度、相位校正后，再经合路器处理后形成合成极化信号。不再单独采样H、V两路 信号进行后续处理，相对于传统的极化信息应用，减少了一个微波通道。
[0022] (2)采用极化抑制测向算法。一般来说，在雷达系统中，由于干扰信号相对于真实 信号的旁瓣，极化方式较为稳定，功率也较大，因此在本发明中，采用识别干扰信号的极化 方式，之后将变极化天线调整为与识别出的干扰信号正交的极化方向进行接收。采用极化 抑制算法，一方面可以成功的识别目标信号极化方式并匹配后进行测向，另一方面，也可以 很大程度上抑制干扰信号，提高测向精度。
【附图说明】
[0023] 图1基于合成极化的被动雷达辐射源极化识别与测向系统图；
[0024]图2变极化天线图；
[0025] 图3合成极化抑制微波通道图；
[0026] 图4基于合成极化和极化抑制方法的测向流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0028] 本发明具体来说就是通过变极化天线接收水平与垂直极化信号，经幅度校正、相 位校正后合成，完成雷达信号极化方式的识别，并实现对该信号的极化抑制，最终完成信号 测向，从而实现同时、同频多信号到达条件下对指定极化信号抑制后的测向与跟踪。
[0029] 本发明应用于被动雷达信号分辨、识别等系统，目的在于提供一种本发明的目的 是这样实现的：
[0030] 1、基于合成极化方法的被动雷达辐射源极化识别与测向系统
[0031]基于合成极化的被动雷达辐射源极化识别与测向系统组成如图1所示。
[0032] 1.1.变极化天线
[0033]系统采用N路天线接收空间辐射信号，天线为曲折臂变极化天线，曲折臂天线具有 平面、宽频带、全极化和单孔径特点。曲折臂天线在单一口径中包含有两个正交极化的天 线，此正交极化的天线具有极宽的频带，可同时接收垂直和水平极化信号。变极化天线如图 2所示。
[0034] 1.2?微波系统
[0035]微波系统将变极化天线接收到的垂直和水平极化信号进行幅度校正、相位校正后 合成，并将合成后的极化信号混频后输出宽带、窄带两路信号，用于后续处理。
[0036]合成极化微波通道如图3所示，微波系统主要有两部分构成：
[0037] ① N路变极化处理通道
[0038]将变极化天线接收到的H、V两路正交极化信号，分别经幅度衰减器、移相器，再经 合路器处理后形成合成极化信号，该电路设计可实现极化抑制。
[0039]②混频变频通道
[0040] N路极化信号合成后分别经混频滤波电路变为带宽为500MHz的宽带信号用于宽带 接收机处理，同时经混频变为带宽20MHz的窄带信号，用于测向处理。宽带500MHz设计用于 提高信号截获率。20MHz窄带设计，用于提高测向通道的信噪比和灵敏度。
[0041] 1.3?信号处理器
[0042]将输出的宽带信号和窄带信号分别经信号处理器后进行宽带信号分选处理及窄 带信号测向处理。
[0043]①宽带与信号分选处理器
[0044]宽带与信号分选分机主要实现对500MHz带宽内的信号进行测频、信号分选与信号 跟踪，同时负责与微波组件和上位机的联络与通信，及整个信号处理器的任务调度。
[0045] ②窄带与测向处理器
[0046]窄带中频与测向分机主要完成在波门内采集N路带宽为20MHz的窄带中频信号，形 成I (In-phase同相）、Q(Quadrature正交)数据，并完成空间谱估计测向。同时在极化识别的 状态下，完成极化抑制算法。
[0047] 1.4.上位机处理软件
[0048]用于控制微波前端及信号处理器，并显示测角、角分辨、信号分选及识别结果等信 息。
[0049] 2、基于合成极化的被动雷达辐射源极化识别与测向方法
[0050] 2.1.极化校正方法
[0051] 由于H、V微波接收通道的幅相不一致，系统首先需将变极化天线接收到的信号进 行幅度标定和相位标定。本发明给出了依据标准45°线极化天线的H、V两路通过幅度衰减器 和移相器的校正方法。即使用衰减器进行幅度校正，然后采用步进调整移相器搜索极值的 方法求出需校正的相位值实现相位校正。
[0052] 2.2.极化识别与抑制方法
[0053] 信号经变极化处理通道经校正后，采用基于极化相位描述子的识别方法，识别出 信号的极化方式是线极化还是圆极化。由于干扰信号相对于真实信号的旁瓣，其极化较为 稳定，且功率较大，因此，项目中采用对干扰信号进行极化识别后，将变极化天线调至与干 扰信号正交的方