一种阵列分解的分布式阵列测角方法技术

本发明专利技术提供了一种阵列分解的分布式阵列测角方法，基于子阵划分的思想，将阵列分解为N

【技术实现步骤摘要】
一种阵列分解的分布式阵列测角方法


[0001]本专利技术涉及角度测量领域，具体涉及一种阵列分解的分布式阵列测角方法。

技术介绍

[0002]目标角度估计对于目标定位、跟踪有着非常重要的意义，它是制约雷达探测性能的重要因素。单脉冲测角方法利用同时产生的“和”、“差”波束来测量波束宽度范围内的目标角度，原理简单，易于工程实现，已经广泛应用于雷达系统中。
[0003]随着电子干扰技术的不断发展，雷达目标探测环境变得越来越复杂，自适应单脉冲测角方法有效结合了自适应波束形成技术和单脉冲测角方法，当目标被干扰信号掩盖时，首先采用自适应波束形成技术对干扰信号进行有效抑制，然后使用单脉冲测角方法进行目标角度测量。当干扰信号位于雷达副瓣位置时，该方法具有良好的性能，然而，当干扰信号位于雷达主瓣位置时，自适应波束形成在对消干扰的同时，会造成目标回波能量严重损失，无法完成目标探测。
[0004]因此，针对主瓣干扰的场景，可以在主雷达周围增加辅助接收单元形成分布式阵列，通过对多部小孔径单元雷达进行信号级的融合处理，使其性能等效于大孔径雷达。借助大孔径阵列的空间高分辨率优势，在保护目标回波能量的同时对消主瓣干扰。然而，大孔径阵列存在栅瓣，存在测角模糊不利于测角。因此需要对分布式阵列对消主瓣干扰下的目标角度估计算法进行深入研究。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，针对上述已有技术的不足，本专利技术提供了一种阵列分解的分布式阵列测角方法，能够在有效抑制主瓣干扰的同时，精确测量目标角度。
[0006]一种阵列分解的分布式阵列测角方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一、分布式雷达阵列分解：
[0008]设分布式雷达包含一个主阵和M个辅助阵，且均为相控阵体制，其中，设主阵包含N
M
个阵元，阵元间距为λ/2；辅助阵包含N
A
个阵元，阵元间距为λ/2，且主阵的阵元数与辅助阵的阵元数满足整数倍关系，即N
M
＝K
·
N
A
；λ表示信号波长；
[0009]则分布式雷达共有(K+M)N
A
个阵元，将其分解为N
B
＝K+M个子阵，每个子阵包含N
A
个阵元，将阵元级子阵列记作阵列A，子阵级子阵列记作阵列B；
[0010]步骤二、阵列A单脉冲测角：
[0011]将阵列A关于天线中心对称放置，天线孔径应该划分为两个象限，每个象限有N
A
/2个阵元，用该两个象限中阵元完成目标角度测量，由此确定阵列A的权矢量，设为W
A
(θ)；
[0012]步骤三、采用阵列B抑制主瓣干扰，由此获得阵列B的权矢量，设为W
B
(θ)；
[0013]步骤四、根据如下公式计算分布式雷达权矢量：
[0014][0015]利用权矢量W
C
(θ)实现目标角度的测量。
[0016]较佳的，阵列B是由N
B
个阵元构成的线性阵列，该N
B
个阵元非均匀布阵构成大口径分布式阵列。
[0017]较佳的，所述步骤三中，采用自适应波束形成或者主分量求逆方法抑制主瓣干扰。
[0018]较佳的，当采用主分量求逆方法抑制主瓣干扰时，具体过程为：
[0019]远场处有一个期望信号和一个干扰以平面波入射，到达角度分别为θ
t
和θ
j
，将阵列B接收的快拍数据表示为：
[0020]X＝a(θ
t
)s
t
+a(θ
j
)s
j
+n
ꢀꢀꢀ
(2)
[0021]式中X为N
B
×
1阵列数据向量，n为N
B
×
1维阵列噪声向量；s
t
为目标信源的复包络，s
j
为干扰信源的复包络，a(θ
t
),a(θ
j
)分别为目标信源和干扰信源的导向矢量；
[0022]权矢量为把期望信号导向矢量向与干扰子空间正交的空间投影得到，投影矩阵为：
[0023][0024]P为一个N
B
×
N
B
的系数矩阵，其对角线即为抗主瓣干扰权矢量W
B
(θ)，干扰对消后的回波写作：
[0025][0026]较佳的，所述步骤二中，选定一组加权矢量来构造和、差波束，通过比较完成目标角度测量。
[0027]本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术提供了一种阵列分解的分布式阵列测角方法，基于子阵划分的思想，将阵列分解为N
B
＝K+M个子阵，每个子阵包含N
A
个阵元，则阵元级子阵列记作阵列A，子阵级子阵列记作阵列B；构成大口径分布式阵列，有效抑制干扰；在抑制干扰的同时，精确测量目标角度；本专利技术的方法适用于分布式抗干扰阵列，是一种在有效抑制干扰的前提下精确测量目标角度的方法，能够有效解决传统方法在干扰抑制后，阵列和差方向图畸变，无法测角的问题。
附图说明
[0029]图1为分布式雷达示意图；
[0030]图2为分布式雷达阵列分解示意图；
[0031]图3为第一级子阵的和差方向图；
[0032]图4为第二级子阵自适应干扰抑制方向图；
[0033]图5为分布式阵列雷达全阵和差方向图；
[0034]图6为分布式阵列雷达全阵鉴角曲线。
具体实施方式
[0035]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0036]一种阵列分解的分布式阵列测角方法，包括如下步骤：
[0037]步骤一、分布式雷达阵列分解
[0038]分布式雷达包含一个主阵和M个辅助阵，均为相控阵体制，其中，主阵包含N
M
个阵元，阵元间距为λ/2；辅助阵包含N
A
个阵元，阵元间距同样为λ/2，需要注意的是，主阵阵元数与辅助阵阵元数满足整数倍关系，即N
M
＝K
·
N
A
。分布式雷达如图1所示。λ表示信号波长；
[0039]因此，分布式雷达共有(K+M)N
A
个阵元，基于子阵划分的思想，可以将阵列分解为N
B
＝K+M个子阵，每个子阵包含N
A
个阵元，则阵元级子阵列记作阵列A，子阵级子阵列记作阵列B，阵列的分解如图2所示。
[0040]阵列A的相对位置矢量为d
A
＝[d
A
(1),d
A
(2),...,d
A
(N
A
)]T
，阵列B的相对位置矢量为d
B
＝[d
B
(1),d
B
(2),..本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列分解的分布式阵列测角方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、分布式雷达阵列分解：设分布式雷达包含一个主阵和M个辅助阵，且均为相控阵体制，其中，设主阵包含N
M
个阵元，阵元间距为λ/2；辅助阵包含N
A
个阵元，阵元间距为λ/2，且主阵的阵元数与辅助阵的阵元数满足整数倍关系，即N
M
＝K
·
N
A
；λ表示信号波长；则分布式雷达共有(K+M)N
A
个阵元，将其分解为N
B
＝K+M个子阵，每个子阵包含N
A
个阵元，将阵元级子阵列记作阵列A，子阵级子阵列记作阵列B；步骤二、阵列A单脉冲测角：将阵列A关于天线中心对称放置，天线孔径应该划分为两个象限，每个象限有N
A
/2个阵元，用该两个象限中阵元完成目标角度测量，由此确定阵列A的权矢量，设为W
A
(θ)；步骤三、采用阵列B抑制主瓣干扰，由此获得阵列B的权矢量，设为W
B
(θ)；步骤四、根据如下公式计算分布式雷达权矢量：利用权矢量W
C
(θ)实现目标角度的测量。2.如权利要求1所述的一种阵列分解的分布式阵列测角方法，其特征在于，阵列B是由N
B
个阵元构成的线性阵列，该N
B
个阵元非均匀布阵构成大口径分布式阵列。3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新亮，梁振楠，刘泉华，盖季妤，曾涛，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：