一种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无源雷达测向方法及系统。该测向方法包括：获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收机绕转动中心转动的轨迹为椭圆轨迹；根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，所述斜距历程函数为外辐射源信号经过所述待测目标到达接收机经过的历程函数；根据所述斜距历程确定回波信号；构建待测目标识别区域的信号识别矩阵；根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角。采用本发明专利技术的测向方法及系统，能够对目标区域进行精细测向，提高分辨的精度；大大减小占地面积，其布站较为方便；减小了所需数据存储空间，使得运算进一步高效。

A passive radar direction finding method and system

The invention discloses a passive radar direction finding method and a system. The direction finding method includes obtaining the trajectory function of the receiver turning around the rotation center. The track of the receiver rotates around the rotation center is an ellipse path, and the oblique distance function of the target is obtained according to the trajectory function. The oblique distance process function is the external source signal through the target to reach the receiver. The echo signal is determined according to the distance process, and the signal recognition matrix of the target recognition area is constructed, and the azimuth angle of the target is obtained according to the echo signal and the signal recognition matrix. The method and system of this invention can accurately measure the target area, improve the resolution precision, greatly reduce the area of the area, and it is more convenient for the distribution station, reducing the required data storage space and making the operation more efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种无源雷达测向方法及系统
本专利技术涉及雷达领域，特别是涉及一种无源雷达测向方法及系统。
技术介绍
目前传统的测向方法主要是实孔径雷达或者阵列天线测向，其方位分辨率均为0.89λ/D，其中λ为信号波长，而D为雷达孔径或者阵列天线长度。传统测向雷达需要采用大孔径天线或者长阵列天线，其制造和使用成本较高。另外，由于传统测向雷达要主动发射电磁波，在军事应用中会受到敌方反辐射导弹的攻击，其生存能力不强。近期出现一种新颖的雷达测向系统，该系统采用民用外辐射源，接收机绕着其转动中心做匀速圆周运动，系统的方位分辨率为0.36λ/r，其中r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。但是由于该测向系统中的接收机做匀速圆周运动，导致该系统所占面积较大，所以雷达布站较为困难。另外，该测向系统对所有方位角上的分辨率均为0.36λ/r，无法对感兴趣的区域进行精细分辨。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无源雷达测向方法及系统，以降低系统所占面积，同时对感兴趣的区域进行精细分辨，提高分辨的精度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种无源雷达测向方法，所述测向方法包括：获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收机绕转动中心转动的轨迹为椭圆轨迹；根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，所述斜距历程函数为外辐射源信号经过所述待测目标到达接收机经过的历程函数；根据所述斜距历程确定回波信号；构建待测目标识别区域的信号识别矩阵；根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角。可选的，所述根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，具体包括：根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数为R(t)＝RT+R0-acosαcos(ωt)-bsinαsin(ωt)，其中R(t)表示待测目标的斜距历程，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度。可选的，所述根据所述斜距历程确定回波信号，具体包括：获取外辐射源信号f(t)＝exp{j2πft}；根据所述外辐射源信号和所述待测目标的斜距历程函数确定待测目标的初始回波信号为：对所述初始回波信号解调并离散采样后，获得处理后的回波信号：其中，f(t)为外辐射源信号，g(t)为待测目标的初始回波信号，g(m)为待测目标的处理后的回波信号，exp{j……}为复数的指数形式，f为所述外辐射源信号的频率，t表示接收机接收信号的时间，σ为待测目标的散射强度，R(t)表示所述待测目标的斜距历程，C表示光速，λ表示外辐射源信号的波长，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度；Δt为系统采样的时间步长，m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，m＝1,2,…,M，可选的，所述构建待测目标识别区域的信号识别矩阵，具体包括：构建待测目标识别区域的信号识别矩阵为：其中，m＝1,2,…,M；n＝1,2,…N；其中Δα为遍历步长，共遍历N次。可选的，所述根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角，具体包括：确定待测目标的测向预处理矩阵：f(m,n)＝g(m)G*(m,n)；其中f(m,n)为所述测向预处理矩阵，g(m)为回波信号，G(m,n)为所述信号识别矩阵；确定待测目标的位置函数：其中m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，n表示第n次遍历，共遍历N次；确定所述待测目标的位置函数F(n)的峰值；根据所述待测目标的位置函数F(n)的峰值对应的n值，确定待测目标的方位角为nΔαrad。一种无源雷达测向系统，所述测向系统包括：接收机转动的轨迹函数获取模块，用于获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收机绕转动中心转动的轨迹为椭圆轨迹；待测目标的斜距历程函数获取模块，用于根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，所述斜距历程函数为外辐射源信号经过所述待测目标到达接收机经过的历程函数；回波信号确定模块，用于根据所述斜距历程确定回波信号；信号识别矩阵构建模块，用于构建待测目标识别区域的信号识别矩阵；待测目标的方位角获取模块，用于根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角。可选的，所述待测目标的斜距历程函数获取模块根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数为R(t)＝RT+R0-acosαcos(ωt)-bsinαsin(ωt)，其中R(t)表示待测目标的斜距历程，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度。可选的，所述回波信号确定模块，具体包括：外辐射源信号获取单元，用于获取外辐射源信号f(t)＝exp{j2πft}；初始回波信号确定单元，用于根据所述外辐射源信号和所述待测目标的斜距历程函数确定待测目标的初始回波信号为：处理后的回波信号获取单元，用于对所述初始回波信号解调并离散采样后，获得处理后的回波信号：其中，f(t)为外辐射源信号，g(t)为待测目标的初始回波信号，g(m)为待测目标的处理后的回波信号，exp{j……}为复数的指数形式，f为所述外辐射源信号的频率，t表示接收机接收信号的时间，σ为待测目标的散射强度，R(t)表示所述待测目标的斜距历程，C表示光速，λ表示外辐射源信号的波长，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度；Δt为系统采样的时间步长，m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，m＝1,2,…,M，可选的，所述信号识别矩阵构建模块构建待测目标识别区域的信号识别矩阵为：其中，m＝1,2,…,M；n＝1,2,…N；其中Δα为遍历步长，共遍历N次。可选的，所述待测目标的方位角获取模块，具体包括：测向预处理矩阵确定单元，用于确定待测目标的测向预处理矩阵：f(m,n)＝g(m)G*(m,n)；其中f(m,n)为所述测向预处理矩阵，g(m)为回波信号，G(m,n)为所述信号识别矩阵；待测目标的位置函数确定单元，用于确定待测目标的位置函数：其中m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，n表示第n次遍历，共遍历N次；待测目标位置函数的峰值确定单元，用于确定所述待测目标的位置函数F(n)的峰值；待测目标的方位角确定单元，用于根据所述所述待测目标的位置函数F(n)的峰值对应的n值，确定待测目标的方位角为nΔαrad。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：本专利技术提出基于接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法，与已有的接收机圆形扫描无源雷达测向方向相比，本专利技术具有以下明显优势：第一，圆形扫描无源雷达对所有区域目标角度分辨率相同，无法对重点区域进行精细测向，而本专利技术可以能够通过让椭圆半短轴指向目标区域并适当增加半长轴长度来实现对目标区域的精细测向，提高分辨的精度；第二，圆形扫描雷达占地面积为πr2，其中r为接收机转动半径，而本专利技术接收机转动轨迹为椭圆，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无源雷达测向方法，其特征在于，所述测向方法包括：获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收机绕转动中心转动的轨迹为椭圆轨迹；根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，所述斜距历程函数为外辐射源信号经过所述待测目标到达接收机经过的历程函数；根据所述斜距历程确定回波信号；构建待测目标识别区域的信号识别矩阵；根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角。

【技术特征摘要】
1.一种无源雷达测向方法，其特征在于，所述测向方法包括：获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收机绕转动中心转动的轨迹为椭圆轨迹；根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，所述斜距历程函数为外辐射源信号经过所述待测目标到达接收机经过的历程函数；根据所述斜距历程确定回波信号；构建待测目标识别区域的信号识别矩阵；根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角。2.根据权利要求1所述的测向方法，其特征在于，所述根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数，具体包括：根据所述轨迹函数获取待测目标的斜距历程函数为R(t)＝RT+R0-acosαcos(ωt)-bsinαsin(ωt)，其中R(t)表示待测目标的斜距历程，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度。3.根据权利要求2所述的测向方法，其特征在于，所述根据所述斜距历程确定回波信号，具体包括：获取外辐射源信号f(t)＝exp{j2πft}；根据所述外辐射源信号和所述待测目标的斜距历程函数确定待测目标的初始回波信号为：对所述初始回波信号解调并离散采样后，获得处理后的回波信号：其中，f(t)为外辐射源信号，g(t)为待测目标的初始回波信号，g(m)为待测目标的处理后的回波信号，exp{j……}为复数的指数形式，f为所述外辐射源信号的频率，t表示接收机接收信号的时间，σ为待测目标的散射强度，R(t)表示所述待测目标的斜距历程，C表示光速，λ表示外辐射源信号的波长，RT为待测目标与外辐射源之间的距离，R0是待测目标到转动中心的距离，a为所述椭圆轨迹的半长轴，b为所述椭圆轨迹的半短轴，α为待测目标方位角，ωt＝θ是椭圆轨迹转动的角度；Δt为系统采样的时间步长，m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，m＝1,2,…,M，4.根据权利要求3所述的测向方法，其特征在于，所述构建待测目标识别区域的信号识别矩阵，具体包括：构建待测目标识别区域的信号识别矩阵为：其中，m＝1,2,…,M；n＝1,2,…N；其中Δα为遍历步长，共遍历N次。5.根据权利要求1所述的测向方法，其特征在于，所述根据所述回波信号和所述信号识别矩阵获取待测目标的方位角，具体包括：确定待测目标的测向预处理矩阵：f(m,n)＝g(m)G*(m,n)；其中f(m,n)为所述测向预处理矩阵，g(m)为回波信号，G(m,n)为所述信号识别矩阵；确定待测目标的位置函数：其中m表示第m次采样，M为在成像过程中总采样次数，n表示第n次遍历，共遍历N次；确定所述待测目标的位置函数F(n)的峰值；根据所述待测目标的位置函数F(n)的峰值对应的n值，确定待测目标的方位角为nΔαrad。6.一种无源雷达测向系统，其特征在于，所述测向系统包括：接收机转动的轨迹函数获取模块，用于获取接收机绕转动中心转动的轨迹函数，所述接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉春，程琳，王洪雁，朱思峰，朱海，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