利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法技术

本发明专利技术涉及目标空域快速搜索领域，公开了一种利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法，解决空间目标快速定位问题。实现过程是：1.确定广域随机稀布阵系统基本参数；2.进行局部大范围接收加权扫描获得能量强度分布矩阵；3.获取能量强度分布矩阵中最大值及对应的波束合成点；4.以波束合成点为中心进行小范围精细接收波束扫描；5.目标存在的位置由全空域缩减为指向第4步最大值处的大于门限旁瓣极大值区域；6.重复步骤2

【技术实现步骤摘要】
利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法


[0001]本专利技术涉及目标空域快速搜索领域，特别适用于广域随机稀布阵的目标快速搜索方法。

技术介绍

[0002]在节点广域稀疏布置的雷达系统上实施空域搜索时，探测空域基本位于近场范围，因此常常采用方位
‑
俯仰
‑
距离维划分探测空域进行扫描，利用传统的波束形成方法得到最大接收功率对应的方向。但是此时广域稀布阵孔径极大，波束宽度极窄，因此过多的扫描点数使得计算复杂，定位缓慢。此时需要提供一种目标快速搜索方法来缩减目标可能位于的范围。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于避免上述背景中的不足之处而提供一种利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法。本专利技术充分考虑了目标快速定位需求和稀布阵合成波束旁瓣密布、主瓣极窄的特性，通过波束旁瓣扫描将目标快速定位在满足门限要求的旁瓣区域，缩减了搜索范围。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法，包括以下步骤：步骤一、搭建仿真场景，确定广域随机稀布阵探测系统的基本参数，包括系统节点数目、节点分布和工作频率；步骤二、基于步骤一确定的基本参数，按照设定的扫描间隔对广域随机稀布阵接收信号进行局部大范围方形区域接收加权扫描，得到方形空域能量强度分布矩阵，矩阵中每个值对应一个波束合成点；步骤三、选取方形空域能量强度分布矩阵中的最大值，最大值对应的波束合成点为P
1c
；步骤四、以波束合成点P
1c
为中心，按照设定的扫描间隔以及1倍波束宽度的扫描范围进行小范围精细接收波束扫描，得到小范围能量强度分布矩阵，矩阵中最大值对应的波束合成点为P
1x
；步骤五、将目标可能存在的位置范围由全空域缩减为广域随机稀布阵列波束指向P
1x
时的旁瓣极大值大于门限所在区域F
SL1
，其中门限由阵列参数和局部大范围方形区域接收加权扫描的范围决定；步骤六、重新选取扫描区域，返回步骤二，直至所有旁瓣极大值大于门限所在区域的交集仅为单个旁瓣区域，完成目标定位。
[0005]至此，完成了利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索。
[0006]本专利技术相比
技术介绍
具有如下有益效果：本专利技术综合考虑了广域随机稀布阵波束宽度极窄、旁瓣密布和目标快速定位的需
求，通过能量场旁瓣定位可以快速缩减目标位置范围，设计合成点粗细精度扫描确定相参合成点位置，进而使得目标位置范围缩减到满足一定门限的旁瓣极大值所在区域。
附图说明
[0007]图1是本专利技术实施例流程图。
[0008]图2是本专利技术实施例广域随机稀布阵的节点分布图。
[0009]图3是本专利技术实施例广域随机稀布阵第一次细扫描提取的峰值点作为波束合成点的能量场分布图。
[0010]图4是本专利技术实施例广域随机稀布阵第二次细扫描提取的峰值点作为波束合成点的能量场分布图。
[0011]图5是本专利技术实施例快速搜索定位结果图。
具体实施方式
[0012]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。
[0013]如图1所示，一种利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法，具体包括以下步骤：步骤一、搭建仿真场景，确定基于广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法的工作系统基本参数，系统包括地面上发射雷达、接收雷达数目及雷达工作频率，定义系统的全局坐标系为ECEF坐标系，定义发射雷达和接收雷达的本地坐标系，并且假定发射雷达和接收雷达的位置、姿态、信号辐射的方向性均保持恒定。定义广域随机稀布阵系统包含的天线阵元数目为100， 100个阵元随机分布10
×
10km在区域范围内，广域随机稀布阵阵元分布图如图2所示，同时定义系统的工作频率为f=1.3GHz；步骤二、设计空域扫描方案，基于步骤一确定的基本参数，按照设定的扫描间隔对广域随机稀布阵接收信号进行局部大范围方形区域接收加权扫描，首次扫描方位角和俯仰角的扫描间隔都为0.01
°
，扫描中心极坐标为（
‑
0.8
°
,0.2
°
，300km），扫描点数为100
×
100，得到方形空域能量强度分布矩阵M1，矩阵中每个值对应一个波束合成点。
[0014]接收信号加权扫描矩阵计算过程如下：对于任意合成波束点的权值向量，即为对应波束合成点下的信号导向向量，所有的波束合成点的权值向量组成了权值向量集合。
[0015]因此可得粗扫描情况下相参合成点在不同位置下对应的理论回波信号与权值向量集合加权求和后的方形空域能量强度分布矩阵M1。
[0016]步骤三、选取能量强度分布矩阵M1中的最大值，最大值对应的波束合成点为P
1c
。
[0017]步骤四、此时以波束合成点P
1c
为中心进行小范围精细接收波束扫描，扫描范围为1倍波束宽度，方位角和俯仰角扫描间隔为0.0001
°
，得到小范围能量强度分布矩阵M2，矩阵中最大值对应的波束合成点为P
1x
。
[0018]步骤五、将目标可能存在的位置范围由全空域缩减为广域随机稀布阵列波束B1指向P
1x
时的旁瓣极大值大于门限所在区域F
SLi
，并限定旁瓣极大值所在区域大于门限
‑
10dB，目标可能位于的旁瓣区域如图3所示。所述的门限由阵列参数和局部大范围方形区域接收加权扫描的范围决定，其中i为扫描的次数，初始为1；
步骤六、重新选取扫描区域，重复步骤二至步骤五，每次重复得到新的先验目标存在区域生成合成波束，并重新得到旁瓣极大值大于门限所在区域F
SLi
如图4所示，将得到的所有旁瓣极大值大于门限所在区域取交集F
SL1
∩F
SL2
……
∩F
SLn
，n为总的重复扫描次数；则目标在此区域中，直到得到的交集区域仅为单个旁瓣区域如图5所示，实现目标定位。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用广域随机稀布阵波束旁瓣特征的目标快速搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、搭建仿真场景，确定广域随机稀布阵探测系统的基本参数，包括系统节点数目、节点分布和工作频率；步骤二、基于步骤一确定的基本参数，按照设定的扫描间隔对广域随机稀布阵接收信号进行局部大范围方形区域接收加权扫描，得到方形空域能量强度分布矩阵，矩阵中每个值对应一个波束合成点；步骤三、选取方形空域能量强度分布矩阵中的最大值，最大值对应的波束合成点为P
1c
；步骤四、以波束合成点P
1c
为中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿虎军，刘文旭，张英豪，程芬，李娜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：