专利名称：一种基于相位差增量的相关干涉仪测向方法
技术领域：
本发明属于雷达通信中的相关干涉仪领域，尤其涉及一种基于相位差增量的相关干涉仪的测向方法。
背景技术：
在现有的测向体制中，干涉仪测向具有测向精度高、方法简单、速度快等优点，因此在军事和民用领域都得到了广泛的应用。在军事领域，它可对雷达、通信、测控等辐射源进行定位，能在实施针对性电子干扰和军事打击中发挥重要作用；而在民用领域，它可用于交通管制、生命救援、无线电频谱管理等方面。相位干涉仪通过测量接收阵元间的相位差来确定来波信号方向，在各种相位干涉仪测向技术中，相关干涉仪通过相关运算可以减小互耦、系统误差的影响，因而被实际测向系统广泛利用(见文献:K Struckman, Correlation Interferometer Geolocation.1EEEAntennas and Propagation Society International Symposium, Albuquerque, NM, Unitedstates, 9-14July2006 ；S Henault, YMM Antar, S Rajan, R Inkol,S Wang, Impact ofMutual Coupling on Wideband Adcock Direction Finders.Canadian Conference onElectrical and Computer Engineering, Niagara Falls, ON, Canada, 4_7May2008)o 由于均匀圆阵有着优越的结构特点，它可提供360度全方位测向，各方向都能获得良好的测向性能，使得均匀圆阵在实际阵列信号处理中被广泛采用(见文献:均匀圆阵测向技术研究，季宇；西安电子科技大学硕士学位论文，2009)。在实际许多应用中，如正交跳频网台分选(见文献:跳频信号的侦察技术研究，陈利虎；国防科技大学博士学位论文，2009)，短波辐射源定位等，都需要同时获得方位角和俯仰角的信息。因此，必须研究相关干涉仪的二维测向方法。作为一维测向方法的一个自然推广，相关干涉仪的二维测向方法通过在方位角和俯仰角的变化范围内二维搜索相似性函数的极值，获得方位角和俯仰角估计值(见文献:改进的相关干涉仪测向处理方法，李淳，廖桂生，李艳斌；西安电子科技大学学报(自然科学版)，2006，33(3):Page(s):400-403 ;相关处理在干涉仪测向中的应用，刘芬，明望，陶松；电子科学技术评论，2005，3，Page (s): 31-37)。在实际的宽带测向系统中，为测得感兴趣频段内可能的入射信号方向，常采用基于信道化的宽频段测向方法。该方法首先利用快速傅里叶变换(FFT)或多相滤波器组(见文献:Filter bank spectrum sensing for cognitive radios, F.B.Behrouz ; IEEE Trans,on signal processing, Volume: 56, Issue: 5, 2008, Page (s): 1801-1811)将待测频段划分为许多子频带，然后在各子频带采用相 关干涉仪测向方法进行测向(见文献=Directionof arrival estimation via extended phase interferometry, Y.W.Wu;S.Rhodes;E.H.Satorius;IEEE transactions on aerospace and electronic systems, Volume:31,Issue:1, 1995, Page (s):375_381)。为了提高频率分辨率，测向系统往往要求划分许多子频带，此时如果继续采用同时对方位角和俯仰角进行搜索的二维测向方法，将极大地增加系统的运算量，如何减少相关干涉仪方法的运算量是保证系统实时测向的关键。已有不少学者对此问题进行了研究，提出了一些改进方法，如基于空间夹角的二维测向方法(见文献:相关处理在干涉仪测向中的应用，刘芬，明望，陶松；电子科学技术评论，2005，3，Page(S):31-37)、利用GPU实现的方法(见文献:基于GPU的宽带干涉仪测向算法实现，蒋林鸿，何子述，程婷，贾可新；现代雷达，2012, 34 (l):Page (s):35_39)、基于维度拆分的二维测向方法(见文献:一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，程婷，贾可新，何子述，蒋林鸿；CN201110023635.X.电子科技大学.2011-09-07)等。这些方法都能通过减少系统运算量或提高处理速度而保证测向实时性，但是它们都存在一些不足之处。空间夹角测向方法虽然减小了系统运算量，但是牺牲了测向精度；GPU实现通过高效的并行运算可以提高处理速度，但是对硬件平台要求较高；基于维度拆分的测向方法在大幅减小运算量的同时能够保证较高的运算量，可是该方法因在存在相位模糊(见文献:基于相位干涉仪阵列多组解模糊的波达角估计方法研究，龚享铱，袁俊泉，苏令华；电子与信息学报，2006，28 (I):Page(s):55-59)时失效而难以应用到宽频率范围测向中。
发明内容
针对现有技术中没有可在宽频率范围内实现快速、高精度测向的方法，提供一种基于相位差增量的相关干涉仪测向方法。本发明的技术方案如下:一种基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其具体包含以下步骤:步骤1.选定转台的一个位置作为基准点，确定方位角增量步骤2.计算所选取的k个基线的实测相位差Φ' ^，^^…!(，!(，得到实测相位
差向量
权利要求
1.一种基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其具体包含以下步骤: 步骤1.选定转台的一个位置作为基准点，确定方位角增量 Δ炉； 步骤2.计算所选取的k个基线的实测相位差2,...,Γ,得到实测相位差向量#! = ^jt];旋转转台Δ炉后，再次得到实测相位差向量务=[^ι,...,^χ];计算方位角增量Δ炉所对应的实测相位差增量
2.如权利要求1所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤I中的方位角增量
3.如权利要求2所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤3中对实测相位差增量λ#进行解模糊的方法具体为:当大于π时减2π,当A读'小于-τ时加2 τ ,使得在_ Δ和之间，即得到方位角增量Δ炉对应的无模糊的实测相位差增量向量Δ#ο。
4.如权利要求3所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤5中求相似度的相似度函数为
5.如权利要求4所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤8中求相似度的相似度函数
6.如权利要求5所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤I中的基准点为转台的初始位置。
7.如权利要求6所述的基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述所述方法还包括:测向完成后将转台复位到初始位置以准备下次测向。
全文摘要
本发明涉及雷达中的相关干涉仪领域，本发明公开了一种基于相位差增量的相关干涉仪测向方法，步骤1.确定方位角增量；步骤2.得到实测相位差增量向量；步骤3.得到无模糊的实测相位差增量向量；步骤4.选出俯仰角为固定角度的所有相位差增量向量样本；步骤5.将实测相位差增量向量与步骤4选出的相位差增量向量样本求相似度；步骤6.得到方位角粗略估计值；步骤7.选取方位角为步骤6中的方位角粗略估计值的所有相位差向量样本；步骤8.将实测相位差向量与步骤7所有选出的相位差向量样本求相似度；步骤9.得到俯仰角、方位角粗略估计值；步骤10.构成新的样本库；步骤11.求相似度，得到俯仰角和方位角的估计值。通过本发明测向系统可在宽频率范围内实现快速、高精度测向。
文档编号G01S3/00GK103235281SQ201310116050
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者桂新涛, 程婷, 何子述 申请人:电子科技大学