一种基于方位偏差的干扰指向方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于方位偏差的干扰指向方法，属于雷达阵列信号处理技术领域。它通过9个步骤完成，硬件包括TS201型号DSP数字信号处理芯片，软件包括Visual DSP++软件；对DSP读入的干扰幅值数据增加方位偏差值读入，并优先利用方位偏差值得到干扰的可能方位，再通过干扰幅值是否高于干扰门限值来确定干扰的具体方位，可清晰分辨和区分相隔角度较小的两个或多个干扰，操作方便，同时可在雷达终端界面上用虚线指示出干扰的具体方向。解决了现有选取干扰最大方向模值的方法测量干扰角度，不能清晰分辨和区分相隔角度较小的多个干扰，无法在雷达终端界面上指示出干扰的具体方向，影响雷达测量干扰方位角度精度的问题。
【专利说明】
_种基于方位偏差的干扰指向方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于方位偏差的干扰指向方法，属于雷达阵列信号处理技术领 域。
【背景技术】
[0002] 方位偏差普遍应用于具有测量角度功能的雷达。当雷达使用等波束法测角时，雷 达发射的左右波束相对于实际的方位是有一定偏差的，方位偏差值即实际方位与左右波束 之间的差值，因此在左右波束的方向上增加方位偏差值，即可得到实际的方位。目前普遍采 用选取干扰信号幅度模值最大方向的方法测量干扰角度，选取干扰信号幅度模值最大方向 的方法在区分干扰信号间相邻角度较大的干扰时比较准确，但在区分干扰信号间相邻角度 较小的干扰时，则不能完全指明多个干扰的干扰方向。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于:针对上述现有技术的不足，提供一种操作方便，可完全指明多 个干扰的干扰方向、区分开相邻角度较小的两个或多个干扰，并在雷达终端界面上用虚线 指示出干扰的具体方向的基于方位偏差的干扰指向方法。
[0004] 本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的： 一种基于方位偏差的干扰指向方法，硬件包括TS201型号DSP数字信号处理芯片，以下 简称DSP，软件包括Visual DSP++软件;其特征在于:该基于方位偏差的干扰指向方法对DSP 芯片读入的干扰幅值数据增加方位偏差值标志;包括： 干扰幅度门限标志位，用于确认采样点干扰幅度是否可以视为干扰； 干扰大区角度门限标志位，用于确认干扰的大致分区范围； 干扰子区角度门限标识位，用于判断相邻前后两个采样点的方位值之差是否过大，确 认采样点是否在同一个具体干扰角度区域； 干扰方位奇异门限标志位，用于剔除同一具体干扰角度区域内角度较均值过大的采样 占. 干扰宽度门限标志位，用于判断一个具体干扰角度区域长度是否满足干扰角度长度范 围； 机械方位，雷达扫描一周的采样点的位置，每个点的角度依次增加； 方位偏差，采样点的机械方位与真实方位的差值； 干扰幅度，采样点的干扰幅度大小； 方位融合门限，多个相近的干扰方向融合为一个干扰方向。
[0005] 所述的一种基于方位偏差的干扰指向的方法，其特征在于：它是通过如下步骤完 成的： 步骤1，读入数据;通过FPGA可编程逻辑控制器向DSP发送雷达机械扫描360°的幅度值 和方位偏差值，雷达机械扫描一圈的数据共分成4096个采样点，每个采样点为360/4096度。 FPGA将每个采样点的幅度值与方位偏差值传输给DSP，其中每个采样点的信号幅度值为其 方位幅度最大值； 步骤2,计算机械方位，筛选有效干扰采样点;计算每个采样点的机械方位，第i个采样 点的机械方位为i/4096*360度;通过传输数据中的门限值判断该采样点是否有效，门限值 为0即采样点无效，门限值为1则采样点有效;筛选出有效干扰采样点并储存； 步骤3,通过方位偏差计算真实方位;计算选取出的采样点的真实方位，采样点的真实 方位=机械方位+方位偏差值； 步骤4,划分干扰角度区间；比较相邻的两个采样点的机械方位大小，若两者差值大于 干扰大区角度门限值，则将两个采样点划分到两个不同的干扰角度区间，否则，将两个采样 点划分在同一个干扰角度区间； 步骤5，确定干扰角度子区间；在每个干扰角度大区间中，将每个采样点与前一个采样 点的真实方位、该干扰角度大区间的平均真实方位做比较，若差值都不大于干扰子区角度 门限，则认为该采样点属于同一干扰角度子区间，否则，该点属于新的干扰角度子区间； 步骤6,剔除奇异值点；在每个采样点中剔除掉角度过大或过小的点;若采样点的真实 角度与该区平均角度的差值大于奇异值门限，则从此角度范围区间中去除此采样点； 步骤7,剔除角度范围区间过小的干扰区；当干扰子区宽度(最大角度点与最小角度点 的机械方位差）的角度范围小于干扰宽度门限值，则认为此范围区间不是有效的干扰方位， 不凝聚此干扰方位； 步骤8,凝聚干扰方位;将选出的干扰角度范围区间的平均真实角度作为该干扰的方位 角度，干扰角度范围区间中最大的干扰模值作为该干扰的模值； 步骤9，融合干扰方位;将多个干扰角度十分接近的干扰方位进行融合；以一个干扰方 位为中心，将正负方位融合门限这个角度区间内的所有干扰方位进行融合，取其中干扰模 值最大的点作为融合后的干扰方位及干扰模值。
[0006] 所述的一种基于方位偏差的干扰指向的方法，其特征在于:优先通过方位偏差以 大致确定干扰角度的区域，再结合干扰幅度值标志位来确定出干扰的具体角度;实现精确 判断干扰方位，且对于距离较近的多个干扰具有很好的区分能力。
[0007] 本发明与现有技术相比的有益效果在于： 该基于方位偏差的干扰指向方法通过对DSP读入的干扰幅值数据增加方位偏差值，并 优先利用方位偏差值得到干扰的可能方位，再通过干扰幅值是否高于干扰门限值来确定干 扰的具体方位，可清晰分辨和区分相邻角度较小的两个或多个干扰，操作方便，并在雷达终 端界面上用虚线指示出干扰的具体方向。提高了测量干扰方位角度的精度，且对干扰方位 的测量既可自适应通过主辅路的比较给出合适的测角门限值，也可通过在监控界面修改参 数来控制各个测角门限值，较现有测量干扰角度的方法更加灵活。很好地解决了现有的选 取干扰信号幅度模值最大方向的方法测量干扰角度，不能清晰指明干扰信号间相邻角度较 大的干扰的方向和区分相邻角度较小的两个或多个干扰，且无法实现在雷达终端界面上用 虚线指示出干扰的具体方向，严重影响雷达测量干扰方位角度精度的问题。
【附图说明】
[0008] 图1为一种基于方位偏差的干扰指向方法的流程图； 图2为一组实际回波的幅值图； 图3为一组实际回波的幅值与幅值门限值图； 图4为一组实际回波的方位偏差、幅值与门限值图； 图5为一组实际干扰方位与该基于方位偏差的干扰指向方法所得的干扰方位的对比 图； 图6、图7均为一种基于方位偏差的干扰指向方法的仿真实验波形图。
【具体实施方式】
[0009] 下面结合附图对该基于方位偏差的干扰指向方法的实施方式作进一步详细说明： (参见图1~图7) 一种基于方位偏差的干扰指向方法，硬件包括TS201型号DSP数字信号处理芯片，以下 简称DSP，软件包括Visual DSP++软件;该基于方位偏差的干扰指向方法对DSP读入的干扰 信号幅度值数据增加方位偏差值标志;包括:1)干扰幅度门限标志位，用于确认采样点干扰 幅度是否可以视为干扰;2)干扰大区角度门限标志位，用于确认干扰的大致分区范围；3)干 扰子区角度门限标识位，用于判断相邻前后两个采样点的方位值之差是否过大，确认采样 点是否在同一个具体干扰角度区域;4)干扰方位奇异门限标志位，用于剔除同一具体干扰 角度区域内角度较均值过大的采样点；5)干扰宽度门限标志位，用于判断一个具体干扰角 度区域长度是否满足干扰角度长度范围;6)机械方位，雷达扫描一周的采样点的位置，每个 点的角度依次增加;7)方位偏差，采样点的机械方位与真实方位的差值;8)干扰幅度，采样 点的干扰幅度大小;9)方位融合门限，多个相近的干扰方向融合为一个干扰方向。
[0010] 所述的一种基于方位偏差的干扰指向方法，它是通过如下步骤完成的： 步骤1，读入数据;通过FPGA可编程逻辑控制器向DSP发送雷达机械扫描360°的幅度值 和方位偏差值，雷达机械扫描一圈的数据共分成4096个采样点，每个采样点为360/4096度； FPGA将每个采样点的幅度值与方位偏差值传输给DSP，其中每个采样点的幅度值为其方位 幅度最大值； 步骤2，计算机械方位，筛选有效干扰采样点;计算每个采样点的机械方位，第i个采样 点的机械方位为i/4096*360度;通过传输数据中的门限值判断该采样点是否有效，门限值 为0即采样点无效，门限值为1则采样点有效;筛选出有效干扰采样点并储存；（筛选后的干 扰角度-幅度参见图3) 步骤3,通过方位偏差计算真实方位;计算选取出的采样点的真实方位，采样点的真实 方位=机械方位+方位偏差值;（其中方位偏差值参见图5) 步骤4,划分干扰角度区间；比较相邻的两个采样点的机械方位大小，若两者差值大于 干扰大区角度门限值，则将两个采样点划分到两个不同的干扰角度区间，反之，则将两个采 样点划分在同一个干扰角度区间；（由于ts201型号DSP的存储空间有限，因此最多只划分24 个干扰角度区间。） 步骤5，确定干扰角度子区间；在每个干扰角度大区间中，将每个采样点与前一个采样 点的真实方位、该干扰角度大区间的平均真实方位做比较，若差值都不大于干扰子区角度 门限，则认为该采样点属于同一干扰角度子区间，否则，该点属于新的干扰角度子区间；（考 虑到ts201的存储空间，每个干扰角度子区间最多存储120个采样点，一个干扰角度大区间 最多划分24个干扰角度子区间。） 步骤6,剔除奇异值点；在每个采样点中剔除掉角度过大或过小的点;若采样点的真实 角度与该区平均角度的差值大于奇异值门限，则从此角度范围区间中去除此采样点； 步骤7,剔除角度范围区间过小的干扰区；当干扰子区宽度(最大角度点与最小角度点 的机械方位差）的角度范围小于干扰宽度门限值，则认为此范围区间不是有效的干扰方位， 不凝聚此干扰方位； 步骤8,凝聚干扰方位;将选出的干扰角度范围区间的平均真实角度作为该干扰的方位 角度，干扰角度范围区间中最大的干扰模值作为该干扰的模值； 步骤9，融合干扰方位;将多个干扰角度十分接近的干扰方位进行融合；以一个干扰方 位为中心，将正负方位融合门限这个角度区间内的所有干扰方位进行融合，取其中干扰模 值最大的点作为融合后的干扰方位及干扰模值。
[0011] 所述的一种基于方位偏差的干扰指向的方法，优先通过方位偏差以大致确定干扰 角度的区域，再结合干扰幅度值标志位来确定出干扰的具体角度;较传统只通过干扰幅度 的大小判断干扰方位的方法更加精确。且对于距离较近的多个干扰有很好的区分能力。
[0012] -种基于方位偏差的干扰指向的方法的实施效果可通过以下仿真实验进一步说 明： 1.仿真条件： 本发明的仿真实验是在Interl(R)Xeon(R)CPU 3.07GHz 48GB内存Windows 7系统下， Matlab r2010a运行平台上完成的仿真实验。仿真实验数据是由FPGA给DSP发送的真实回波 数据，干扰的幅度门限值为5000，干扰分区最小角度为4.5度，最小干扰宽度为2.5度，干扰 门限因子为1.5度，奇异值门限为1.5度;干扰的幅度图参见图2。
[0013] 2.仿真实验结果及分析： (参见图6、图7可知），在270°~360°方位共出现了4个过干扰模值门限的区间和6个小 区间的方位偏差平滑的过零点；每个方位偏差过零点的地方即有一个独立的干扰方位。因 此，在300°~340°这一个大的干扰区间中，共有3个独立的干扰方位，若不采用本发明方法， 而通过现有技术的最大模值判断方位的方法是无法分辨这3个独立的干扰方向的。
[0014]最终的干扰方位结果如下表：
与图7所表述的方位保持一致。
[0015]综上所述，本发明能有效地提高分辨干扰角度的分辨率。
[0016]以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作 任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术 实质对以上【具体实施方式】所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容 加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离 本发明的实质和范围。
【主权项】
1. 一种基于方位偏差的干扰指向方法，硬件包括TS201型号DSP数字信号处理芯片，以 下简称DSP，软件包括Visual DSP++软件；其特征在于:该基于方位偏差的干扰指向方法对 DSP芯片读入的干扰幅值数据增加方位偏差值标志;包括： 干扰幅度门限标志位，用于确认采样点干扰幅度是否可以视为干扰； 干扰大区角度门限标志位，用于确认干扰的大致分区范围； 干扰子区角度门限标识位，用于判断相邻前后两个采样点的方位值之差是否过大，确 认采样点是否在同一个具体干扰角度区域； 干扰方位奇异门限标志位，用于剔除同一具体干扰角度区域内角度较均值过大的采样 占 . 干扰宽度门限标志位，用于判断一个具体干扰角度区域长度是否满足干扰角度长度范 围； 机械方位，雷达扫描一周的采样点的位置，每个点的角度依次增加； 方位偏差，采样点的机械方位与真实方位的差值； 干扰幅度，采样点的干扰幅度大小； 方位融合门限，多个相近的干扰方向融合为一个干扰方向。2. 根据权利要求1所述的一种基于方位偏差的干扰指向的方法，其特征在于:它是通过 如下步骤完成的： 步骤1，读入数据;通过FPGA可编程逻辑控制器向DSP发送雷达机械扫描360°的幅度值 和方位偏差值，雷达机械扫描一圈的数据共分成4096个采样点，每个采样点为360/4096度； FPGA将每个采样点的幅度值与方位偏差值传输给DSP，其中每个采样点的幅度值为其方位 幅度最大值； 步骤2,计算机械方位，筛选有效干扰采样点；计算每个采样点的机械方位，第i个采样 点的机械方位为i/4096*360度;通过传输数据中的门限值判断该采样点是否有效，门限值 为0即采样点无效，门限值为1则采样点有效;筛选出有效干扰采样点并储存； 步骤3,通过方位偏差计算真实方位;计算选取出的采样点的真实方位，采样点的真实 方位=机械方位+方位偏差值； 步骤4,划分干扰角度区间；比较相邻的两个采样点的机械方位大小，若两者差值大于 干扰大区角度门限值，则将两个采样点划分到两个不同的干扰角度区间，否则，将两个采样 点划分在同一个干扰角度区间； 步骤5,确定干扰角度子区间；在每个干扰角度大区间中，将每个采样点与前一个采样 点的真实方位、该干扰角度大区间的平均真实方位做比较，若差值都不大于干扰子区角度 门限，则认为该采样点属于同一干扰角度子区间，否则，该点属于新的干扰角度子区间； 步骤6,剔除奇异值点；在每个采样点中剔除掉角度过大或过小的点；若采样点的真实 角度与该区平均角度的差值大于奇异值门限，则从此角度范围区间中去除此采样点； 步骤7,剔除角度范围区间过小的干扰区；当干扰子区宽度(最大角度点与最小角度点 的机械方位差）的角度范围小于干扰宽度门限值，则认为此范围区间不是有效的干扰方位， 不凝聚此干扰方位； 步骤8,凝聚干扰方位;将选出的干扰角度范围区间的平均真实角度作为该干扰的方位 角度，干扰角度范围区间中最大的干扰模值作为该干扰的模值； 步骤9，融合干扰方位;将多个干扰角度十分接近的干扰方位进行融合；以一个干扰方 位为中心，将正负方位融合门限这个角度区间内的所有干扰方位进行融合，取其中干扰模 值最大的点作为融合后的干扰方位及干扰模值。3.根据权利要求1所述的一种基于方位偏差的干扰指向的方法其特征在于:优先通过 方位偏差以大致确定干扰角度的区域，再结合干扰幅度值标志位来确定出干扰的具体角 度;实现精确判断干扰方位，且对于距离较近的多个干扰具有很好的区分能力。
【文档编号】G01S3/00GK106054119SQ201610324280
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】刘志平, 宋万杰, 胡敏, 昝航, 刘帅
【申请人】荆州南湖机械股份有限公司