一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法技术

本发明专利技术公开了一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，方法应用于多基线的干涉仪以检测待测来波信号的方向，即待测来波信号的方位角和俯仰角；方法的步骤包括：预设空间二维表，其上每个单元格对应一个标准相位向量，且每个标准相位向量还对应有特定的一组方位角和俯仰角；根据多基线获取待测来波信号的多个实际相位，并形成一个实际相位向量；根据获取的实际相位向量，计算其与多个标准相位向量之间的空间距离；根据空间距离找出与最小空间距离匹配的标准相位向量，查询标准相位向量对应的一组方位角和俯仰角，即完成测向。本发明专利技术提供的方法提高了对来波方向的辨识能力，获得较高的测向能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法
本专利技术涉及雷达侧向
，具体涉及一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法。
技术介绍
干涉仪测向是被动探测和电子侦查中的一项常用技术，原理是通过获取来波信号到达不同天线阵元的相位差，来测量来波信号的空间二维角度，即方位角和俯仰角。现有技术中，为满足日趋复杂的侦查环境，主动天线阵元、红外天线阵元等需要留出足够的结构设计空间，而被动天线阵元常采用圆阵布局甚至共形布局，则再结构设计空间上更为有利，因此基于圆阵干涉仪测向的技术越来越受关注。现有的圆阵干涉仪测向大多基于均匀圆阵布局的相位解析法，通过构建多个基线组来进行联合解模糊来求解来波方向，这种方法需要较精确的测量相位以及均匀的圆阵布局，并且为保证相位精度，在工程实践上是通过通道补偿、功率补偿、温度补偿等措施来减小相位误差。但对于不同空间角度和频率的来波信号，天线罩与天线阵元的匹配带来的相位误差是无法完全补偿的，因此当天线罩与天线的匹配带来的相位误差很大时，无法满足工程需要的测向精度，因此，我们需要一种避开直接由相位解模糊，并能适应非均匀布局下的圆阵干涉仪测向方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，待测来波信号根据多基线形成的实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的最小空间距离从而获得待测来波信号的方位角和俯仰角，提高了对来波方向的辨识能力，获得较高的测向能力。为达到以上目的，第一方面，本专利技术实施例提供一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，所述方法应用于多基线的干涉仪以检测待测来波信号的方向，即待测来波信号的方位角和俯仰角；所述方法的步骤包括：预设空间二维表，其上每个单元格对应一个标准相位向量，且每个所述标准相位向量还对应有特定的一组方位角和俯仰角；根据所述多基线获取待测来波信号的多个实际相位，并形成一个实际相位向量；根据获取的所述实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的空间距离；根据所述空间距离找出与最小空间距离匹配的标准相位向量，查询所述标准相位向量对应的所述一组方位角和俯仰角，即完成测向。在上述技术方案的基础上，所述预设空间二维表的具体步骤包括：根据所述干涉仪的方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1、d2，创建M×N个单元格组成的空间二维表，M为所述空间二维表的行数，N为所述空间二维表的列数；采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，根据所述多基线获取所述已知标准信号对应的M×N个相位向量。在上述技术方案的基础上，所述创建M×N个单元格组成的空间二维表的具体步骤包括：对所述方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1、d2，所述空间二维表的行数列数其中，ceil表示向上取整。在上述技术方案的基础上，所述预设空间二维表的具体步骤还包括：在创建M×N个单元格组成的空间二维表之后，采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，对所述M×N个单元格组成的空间二维表进行相位插值，形成单元格更多的空间二维表。在上述技术方案的基础上，所述对所述M×N个单元格组成的空间二维表进行相位插值的具体步骤包括：对所述方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1/p、d2/q，其中p、q均为非零自然数；对所述M×N个单元格分别进行二维插值，形成(p(M-1)+1)×(q(N-1)+1)个单元格组成的空间二维表。在上述技术方案的基础上，所述多基线由非均匀布局的K个天线阵元构成，其数量L满足L≤C(K,2)。在上述技术方案的基础上，所述根据获取的所述实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的空间距离的计算方法为：式中，表示频率为f的标准信号在方位角θ1+md1，俯仰角处的标准相位向量；表示待测来波信号的实际相位向量；i＝1,2,3，……，L；m＝0,1,2，……，M-1；n＝0,1,2，……，N-1。第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向系统，所述装置包括：预设模块，其用于预设空间二维表，其上每个单元格对应一个标准相位向量，且每个所述标准相位向量还对应有特定的一组方位角和俯仰角；获取向量模块，其用于根据所述多基线获取待测来波信号的多个实际相位，并形成一个实际相位向量；计算模块，其用于根据获取的所述实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的空间距离；查询模块，其用于根据所述空间距离找出与最小空间距离匹配的标准相位向量，查询所述标准相位向量对应的所述一组方位角和俯仰角。在上述技术方案的基础上，所述预设模块包括：创建单元，其用于根据所述干涉仪的方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围设置步长d1、d2，创建M×N个单元格组成的空间二维表，M为所述空间二维表的行数，N为所述空间二维表的列数；获取向量单元，其用于采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，根据所述多基线获取所述已知标准信号对应的M×N个相位向量。在上述技术方案的基础上，所述预设模块还包括：插值单元，其用于在创建M×N个单元格组成的空间二维表之后，采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，对所述M×N个单元格组成的空间二维表进行相位插值，形成单元格更多的空间二维表。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法和系统，其克服解析法对于相位精度的严重依赖性，待测来波信号根据多基线形成的实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的最小空间距离从而获得待测来波信号的方位角和俯仰角，提高了对来波方向的辨识能力，获得较高的测向能力；本专利技术能适应多个天线单元的非均匀布局，任意两个天线单元均可组成一基线，当天线单元超过三个时，则可组成多基线，那么待测来波信号依据所述多基线的测得的多个实际相位形成一个实际相位向量，该实际相位向量由多个实际相位组成，其计算实际相位向量和若干标准相位向量并找出最小距离值时对应的标准相位向量，该标准相位向量所对应的特定方位角和俯仰角即为待测来波信号的方位角和俯仰角；本专利技术提供的方法提高了对空间角度的高辨识度，进一步提升测向性能，且具有视场范围大、宽频等优点。附图说明图1为本专利技术实施例中一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例中预设空间二维表的具体步骤的流程示意图；图3为天线阵元的布局示意图；图4～7依次为待测来波信号在频率为1GHz、6GHz、12GHz和18GHz的已知标准来波信号下的测向曲线；图8为待测来波信号的频率为0.9GHz、已知标准来波信号为1GHz下的侧向曲线；图9为待测来波信号的频率为5.9GHz、已知标准来波信号为6GHz下的侧向曲线；图10为待测来波信号的频率为11.98GHz、已知标准来波信号为12GHz下的侧向曲线；图11为待测来波信号的频率为17.99GHz、已知标准来波信号为18GHz下的侧向曲线；图12为本专利技术实施例中一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向系统的结构框图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述方法应用于多基线的干涉仪以检测待测来波信号的方向，即待测来波信号的方位角和俯仰角；所述方法的步骤包括：预设空间二维表，其上每个单元格对应一个标准相位向量，且每个所述标准相位向量还对应有特定的一组方位角和俯仰角；根据所述多基线获取待测来波信号的多个实际相位，并形成一个实际相位向量；根据获取的所述实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的空间距离；根据所述空间距离找出与最小空间距离匹配的标准相位向量，查询所述标准相位向量对应的所述一组方位角和俯仰角，即完成测向。

【技术特征摘要】
1.一种基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述方法应用于多基线的干涉仪以检测待测来波信号的方向，即待测来波信号的方位角和俯仰角；所述方法的步骤包括：预设空间二维表，其上每个单元格对应一个标准相位向量，且每个所述标准相位向量还对应有特定的一组方位角和俯仰角；根据所述多基线获取待测来波信号的多个实际相位，并形成一个实际相位向量；根据获取的所述实际相位向量，计算其与多个所述标准相位向量之间的空间距离；根据所述空间距离找出与最小空间距离匹配的标准相位向量，查询所述标准相位向量对应的所述一组方位角和俯仰角，即完成测向。2.根据权利要求1所述的基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述预设空间二维表的具体步骤包括：根据所述干涉仪的方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1、d2，创建M×N个单元格组成的空间二维表，M为所述空间二维表的行数，N为所述空间二维表的列数；采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，根据所述多基线获取所述已知标准信号对应的M×N个相位向量。3.根据权利要求2所述的基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述创建M×N个单元格组成的空间二维表的具体步骤包括：对所述方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1、d2，所述空间二维表的行数列数其中，ceil表示向上取整。4.根据权利要求2所述的基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述预设空间二维表的具体步骤还包括：在创建M×N个单元格组成的空间二维表之后，采用已知标准信号依次扫描所述M×N个单元格，对所述M×N个单元格组成的空间二维表进行相位插值，形成单元格更多的空间二维表。5.根据权利要求4所述的基于最邻近法的圆阵多基线干涉仪测向方法，其特征在于，所述对所述M×N个单元格组成的空间二维表进行相位插值的具体步骤包括：对所述方位角范围[θ1,θ2]、俯仰角范围分别设置步长d1/p、d2/q，其中p、q均为非零自然数；对所述M×N个单元格分别进行二维插值，形成(p(M-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正杨，胡哲，李贇冀，周世平，石稳，李姣，付彬彬，钟华，王晓渊，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42