基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法及系统，所述方法包括：获取第一接收机的第一回波信号；获取第二接收机的第二回波信号，根据第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵；根据第一回波信号和第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量；根据第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵；根据第二回波信号和第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量；根据第一测向预处理向量和第二测向预处理向量确定待测目标的方向。本发明专利技术通过双接收机椭圆垂直交叉扫描能够减小系统占地面积，对旁瓣进行有效抑制，并且优化了系统分辨率，提升了系统的测向性能。

【技术实现步骤摘要】
基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法及系统
本专利技术涉及无源雷达测向领域，特别是涉及一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法及系统。
技术介绍
目前的固定目标雷达测向方法主要分主动雷达测向和无源雷达测向两种。主动测向雷达包括实孔径雷达或者阵列天线测向，其方位分辨率均为，其中为信号波长，而为雷达孔径或者阵列天线长度。为了提升测向精度，主动测向雷达系统一般采用大孔径天线或者长阵列天线，所以系统造价高昂，且占地面积较大。另外由于主动进行电磁照射，在战场上其生存能力堪忧。无源雷达测向方法方法中，以一种基于民用窄带外辐射源信号、接收机围着其转动中心做匀速圆周运动的雷达测向方法为代表，该方法的方位分辨率为，其中为接收机转动半径。该测向系统的结构简单，系统分辨能力较好。但是该系统测向结果的最大旁瓣高达-7.9dB，会出现对多目标测向时强旁瓣可能淹没弱主瓣而导致目标丢失的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法及系统，提升了目标测向的分辨性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法，所述无源雷达测向方法包括：获取第一接收机的第一回波信号；获取第二接收机的第二回波信号，所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动，所述第一接收机的运动轨迹所在平面与所述第二接收机的运动轨迹所在平面互相垂直，所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的短轴的方向相同；根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵；根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量；根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵；根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量；根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。可选的，所述根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵，具体包括：根据所述第一接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第一接收机的第一斜距历程；根据所述第一斜距历程得到第一离散回波信号矩阵；根据所述第一离散回波信号矩阵构造第一信号识别矩阵。可选的，所述根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵，具体包括：根据所述第二接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第二接收机的第二斜距历程；根据所述第二斜距历程得到第二离散回波信号矩阵；根据所述第二离散回波信号矩阵构造第二信号识别矩阵。可选的，所述第一信号识别矩阵的形式为:其中，G1(m1,n)为第一信号识别矩阵，m1＝1,2,…,M1，M1为第一接收机在成像过程中的采样次数，n＝1,2,…,N，N为遍历次数，a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴，b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴，λ是系统所采用外辐射源信号波长，θ1(m1)为第一接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置，Δα为遍历步长，N＝2π/Δα，exp{j……}为复数的指数形式。可选的，所述第二信号识别矩阵的形式为:其中，G2(m2,n)为第二信号识别矩阵，m2＝1,2,…,M2，M2为第二接收机在成像过程中的采样次数，a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴，b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴，λ是系统所采用外辐射源信号波长，θ2(m2)为第二接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置。可选的，所述根据所述第一离散回波信号矩阵和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量，具体包括：根据公式计算第一测向预处理向量；其中，F1(n)为第一测向预处理向量，g1(m1)为第一离散回波信号矩阵，G1(m1,n)为第一信号识别矩阵，m1＝1,2,…,M1，M1为第一接收机在成像过程中的采样次数，n＝1,2,…,N，N为遍历次数。可选的，所述根据所述第二离散回波信号矩阵和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量，具体包括：根据公式计算第二测向预处理向量；其中，F2(n)为第二测向预处理向量，g2(m2)为第二离散回波信号矩阵，G2(m2,n)为第二信号识别矩阵，m2＝1,2,…,M2，M2为第二接收机在成像过程中的采样次数。可选的，所述根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向，具体包括：根据公式F(n)＝F1(n)*F2(n)计算待测目标的位置函数；其中，F(n)为待测目标的位置函数，F1(n)为第一测向预处理向量，F2(n)为第二测向预处理向量，*为Schur积，n＝1,2,…,N，N为遍历次数。确定所述位置函数的峰值；根据所述位置函数的峰值对应的n值，确定待测目标的方位角为nΔα，其中，Δα为遍历步长。可选的，a1＝b2，a2＝b1，b1＝0.63a1，其中，a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴，a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴，b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴，b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴。一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向系统，所述无源雷达测向系统包括：第一回波信号获取模块，用于获取第一接收机的第一回波信号；第二回波信号获取模块，用于获取第二接收机的第二回波信号，所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动，所述第一接收机的运动轨迹所在平面与所述第二接收机的运动轨迹所在平面互相垂直，所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的短轴的方向相同；第一信号识别矩阵构建模块，用于根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵；第一测向预处理向量确定模块，用于根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量；第二信号识别矩阵构建模块，用于根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵；第二测向预处理向量确定模块，用于根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量；待测目标的方向确定模块，用于根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术首次提出一种双接收机椭圆垂直交叉扫描的无源雷达测向方法，通过双接收机椭圆扫描能够减小系统占地面积，对旁瓣进行有效抑制，并且优化了系统分辨率，提升了系统的测向性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法的流程图；图2为本专利技术测向系统模型示意图；图3为各方位3dB分辨率；图4为本专利技术对15个随机目标的测向结果；图5为圆形扫描对15个随机目标的测向结果；图6为不同频率外辐射源对测向结果的影响；图7为a取不同值时的测向结果；图8为本专利技术基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向系统的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法，其特征在于，所述无源雷达测向方法包括：获取第一接收机的第一回波信号；获取第二接收机的第二回波信号，所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动，所述第一接收机的运动轨迹所在平面与所述第二接收机的运动轨迹所在平面互相垂直，所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的短轴的方向相同；根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵；根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量；根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵；根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量；根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。

【技术特征摘要】
1.一种基于双接收机垂直交叉扫描的无源雷达测向方法，其特征在于，所述无源雷达测向方法包括：获取第一接收机的第一回波信号；获取第二接收机的第二回波信号，所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动，所述第一接收机的运动轨迹所在平面与所述第二接收机的运动轨迹所在平面互相垂直，所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的短轴的方向相同；根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵；根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量；根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵；根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量；根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。2.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法，其特征在于，所述根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵，具体包括：根据所述第一接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第一接收机的第一斜距历程；根据所述第一斜距历程得到第一离散回波信号矩阵；根据所述第一离散回波信号矩阵构造第一信号识别矩阵。3.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法，其特征在于，所述根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵，具体包括：根据所述第二接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第二接收机的第二斜距历程；根据所述第二斜距历程得到第二离散回波信号矩阵；根据所述第二离散回波信号矩阵构造第二信号识别矩阵。4.根据权利要求2所述的无源雷达测向方法，其特征在于，所述第一信号识别矩阵的形式为:其中，G1(m1,n)为第一信号识别矩阵，m1＝1,2,…,M1，M1为第一接收机在成像过程中的采样次数，n＝1,2,…,N，N为遍历次数，a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴，b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴，λ是系统所采用外辐射源信号波长，θ1(m1)为第一接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置，Δα为遍历步长，N＝2π/Δα，exp{j……}为复数的指数形式。5.根据权利要求3所述的无源雷达测向方法，其特征在于，所述第二信号识别矩阵的形式为:其中，G2(m2,n)为第二信号识别矩阵，m2＝1,2,…,M2，M2为第二接收机在成像过程中的采样次数，a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴，b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴，λ是系统所采用外辐射源信号波长，θ2(m2)为第二接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置。6.根据权利要求2所述的无源雷达测向方法，其特征在于，所述根据所述第一离散回波信号矩阵和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉春，朱海，王洪雁，朱思峰，程琳，朱磊，豆桂平，
申请(专利权)人：周口师范学院，
类型：发明
国别省市：河南,41