高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法及装置制造方法及图纸

目前用于海态监测的高频雷达大部分采用了单极子/交叉环天线，这种天线的定向性能对接收通道幅度增益的不一致较为敏感。本发明专利技术基于单极子/交叉环天线阵测向时广泛采用的多重信号分类(MUSIC)谱的倒数(即倒谱)，利用通道间幅度误差对倒谱极小值位置和幅度的影响效应，提出来了一种高频雷达接收通道幅相误差自动校正方法及装置，该方法和装置将降低高频雷达的运行成本，有利于高频雷达技术的发展和应用。

【技术实现步骤摘要】
高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法及装置
本专利技术属于电学领域，尤其涉及采用单极子/交叉环天线的高频雷达接收通道增益的自动校正方法和装置。
技术介绍
高频雷达作为一种海洋遥感设备，目前广泛安装于海岸、海面浮台或船只上用于海洋表面状态参数遥感。雷达向海面发射高频电磁波，雷达由回波信号解算得到各个距离和方位单元上的多普勒谱，并由此反演流速、浪高和风速等海面动力学参数。测向是雷达的基本功能之一。目前在世界范围内用于海态监测的高频地波雷达大部分采用单极子/交叉环天线进行测向。单极子/交叉环天线是一种共相位中心的紧凑式天线，依据在单极子和二个环天线上接收信号的幅度进行来波方向估计。在实际中，各天线通道具有独立的电路，总是存在增益幅度和相位的不一致，这将影响雷达定向性能。因此，在进行后续空间谱估计或到达角估计之前，必须对各通道间幅度和相位增益不一致进行校正。目前采用的通道校正方法主要有合作信源法和非合作信源法。合作信源法采用应答器(周浩，方繁，文必洋，田应伟，谭剑，一种基于DDS的高频雷达应答器，CN201420348876)、单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、采集海洋回波数据，得到各通道的距离多普勒谱；/n步骤2、在单极子天线回波谱中搜索大信噪比谱点，得到各通道同一距离和频率位置处的谱点集合Q；/n步骤3、选取任意天线作为参考通道，通过计算在同一距离和频率位置处各通道谱点与该参考通道谱点的相位差，得到各通道相位校正值，并进行相位校正；/n步骤4、选择单极子方向响应平均值α和环间不一致因子β的搜索集合α

【技术特征摘要】
1.一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、采集海洋回波数据，得到各通道的距离多普勒谱；
步骤2、在单极子天线回波谱中搜索大信噪比谱点，得到各通道同一距离和频率位置处的谱点集合Q；
步骤3、选取任意天线作为参考通道，通过计算在同一距离和频率位置处各通道谱点与该参考通道谱点的相位差，得到各通道相位校正值，并进行相位校正；
步骤4、选择单极子方向响应平均值α和环间不一致因子β的搜索集合αs和βs，对各个元素{αi,βj}(αi∈αs,βj∈βs}，分别对接收信号进行幅度校正，对集合Q中的所有谱点，计算MUSIC倒谱之和Σi,j；
步骤5、搜索倒谱和的最小值，其位置对应的αi和βj即为所求的幅度校正值，，即单极子方向响应平均值α和环间不一致因子β的估计值为
步骤6、对集合Q中的所有谱点采用进行通道幅度校正，计算到达角，将各谱点幅度除以该通道对应的方向响应因子，得到所有谱点在单极子和交叉环上校正后幅度和到达角集合，记为其中N是集合Q中谱点总个数，A1,l,A2,l,A3,l分别是3个天线上第l个谱点的幅度，是估计出的第l个谱点的到达角；
步骤7、利用步骤6中得到的幅度和角度参数对集合计算单极子天线在角度上的响应幅度对所有幅度-角度对的集合进行平滑和插值得到单极子的方向图


2.如权利要求1所述的一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法，其特征在于：步骤3中，利用来计算通道m和通道k之间的相位差，得到相位校正值，其中N是集合Q中谱点总个数，xm,l和xk,l分别表示通道m和通道k上第l个谱点的复数谱值。


3.如权利要求1所述的一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法，其特征在于：步骤4中，0.1≤αs≤10和0.1≤βs≤10，搜索步长取为0.1。


4.如权利要求1所述的一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准方法，其特征在于：步骤6中采用MUSIC算法估计到达角。


5.一种高频雷达单极子/交叉环天线通道增益校准系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：周浩，何书芹，王才军，文必洋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42