基于双接收机椭圆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基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统。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，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。本发明专利技术采用了椭圆扫描模式，能够对重点监测区域进行精细分辨，另外，通过对两个接收机测向结果的合成，使分辨率减小且旁瓣大幅降低，使系统的测向性能得到显著提升。

【技术实现步骤摘要】
基于双接收机椭圆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椭圆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被动雷达测向两种。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0.89λD，其中λ为信号波长，而D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。在被动雷达测向方法中，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0.36λ/r，其中r为接收机转动半径。该测向系统结构简单，系统分辨能力较好。但是该系统为了实现方位高分辨，需要大转动半径，占地面积较大。由于该系统接收机圆形扫描，各方向上目标方位分辨率均相同，无法对重点区域进行重点监测。另外，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椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统，在提高测向的准确性同时降低占地面积。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于双接收机椭圆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与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内，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长轴的方向相同；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，exp{j……}为复数的指数形式。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，a2＝0.63a1，b2＝0.63b1，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。本专利技术还提供了一种基于双接收机椭圆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与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内，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长轴的方向相同；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：本专利技术提供的一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法，由于采用了椭圆扫描模式，所以能够对重点监测区域进行精细分辨，而且其所需占地面积大大减小，使系统布站方便灵活。另外本专利技术采用双接收机模式，通过对两个接收机测向结果的合成，使分辨率减小且旁瓣大幅降低，使系统的测向性能得到显著提升。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椭圆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为两个不同方位向目标的测向结果；图4为本专利技术椭圆扫描对5个随机目标的测向结果；图5为圆形扫描对5个随机目标的测向结果；图6为不同频率信号对测向结果的影响；图7为不同长半轴对测向结果的影响；图8为本专利技术基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双接收机椭圆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与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内，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长轴的方向相同；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椭圆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与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内，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长轴的方向相同；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，exp{j……}为复数的指数形式。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...

【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