【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无源天线阵列测向，特别涉及一种对目标极化变化稳健的测向方法。
技术介绍
1、目前工程应用中，利用无源天线阵列被动接收辐射源信号进行目标角度测量的方法主要有：干涉仪测向和空间谱估计测向，都是基于极化相同的多个天线组阵后，进行辐射源角度测量的方法。
2、干涉仪测向方法是基于比相原理的测角方法，其基本原理是利用空间放置的多个极化形式相同的天线构成多组基线，利用基线相位差与目标角度之间的定量关系，通过测量基线相位差，解算出目标角度。
3、多重信号分类空间谱估计（multiple signal classification，以下简称music）测向方法由schmidt提出，其基本原理是利用信号和噪声的相互独立特性，通过对接收阵列信号进行数字采集，计算协方差矩阵，利用特征值分解得到信号子空间和噪声子空间，并利用信号子空间和噪声子空间的正交性，计算空间谱函数，通过在可能的角度范围内搜索空间谱的峰值，得到目标信号的角度估计值，从而达到测向目的。
4、上述测向方法均基于极化相同的天线阵列，因为没有利用天线的极化信息，导致无法同时对辐射源的角度和极化参数进行测量。对于传统测向方法，目标辐射源的极化波动、变化，或者同一角度不同极化入射波，其测向结果都不样，会产生测向结果的波动，造成测向误差增大。
5、20世纪90年代以来，国际学术界关于极化敏感阵列的研究日趋活跃，由正交双极化单元天线组成的分布式极化敏感阵列对不同极化的电磁信号响应不同，可以同时获取电磁信号的空域和极化域信息，理论上能够提高
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种对目标极化变化稳健的测向方法，利用无源多极化测向天线阵列对辐射源目标进行测向的方法，可以对目标的角度和极化参数进行估计，并且可以有效降低目标极化变化对测向精度造成的影响。
2、本专利技术采用的技术方案如下：一种对目标极化变化稳健的测向方法，包括：
3、s1、构建由n个单极化天线组成的多极化测向天线阵列；
4、s2、利用构建的多极化测向天线阵列，采集不同角度、极化对应的校正数据，形成校正表；
5、s3、采用多极化测向天线阵列对目标辐射源进行测量，估计得到目标入射信号的极化幅度角；
6、s4、在校正表中选择估计得到的极化幅度角和极化相位角对应的校正数据构建阵列流型矩阵，其中极化相位角初值取0°；基于阵列流型矩阵计算目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值；
7、s5、扣除由入射波角度引入的天线间相位差后，计算得到目标入射信号的极化相位角，利用该极化相位角和s3中得到的极化幅度角，在校正表中选择对应的校正数据构建新的阵列流型矩阵，基于新的阵列流型矩阵重新计算目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值；
8、s6、重复s3~s5，迭代更新直到前后两次迭代得到的方位角和俯仰角的估计值变化值小于预设门限为止，得到最终的目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值、极化幅度角以及极化相位角。
9、进一步的，所述s1中，多极化测向天线阵列中n个单极化天线满足以下条件：
10、（1）至少存在3种以上不同极化形式的天线；
11、（2）包含至少1对线极化天线，且极化是正交的；
12、（3）包含至少6个同极化天线。
13、进一步的，所述s2中，形成校正表的具体步骤包括：
14、s2.1、在微波暗室中，将多极化测向天线阵列设置在二维转台上，校正源设置在多极化测向天线阵列的零位方向，且距离满足远场条件；其中，校正源由信号源、极化合成源、正交双极化天线构成；
15、s2.2、控制二位转台的方位角、俯仰角以预设角度步进依次转动，对于每一个方位角和俯仰角的组合，控制校正源辐射不同极化的信号，其中极化幅度角、极化相位角以预设步进依次变化；
16、s2.3、对于每一个极化幅度角、极化相位角组合，利用矢量网络分析仪采集记录多极化测向天线阵列各天线输出信号的幅度数据和相位数据，计算阵列流型矢量，形成多极化测向天线阵列的校正表。
17、进一步的，所述s3中，目标入射信号的极化幅度角估计方法为：
18、
19、其中，m为多极化测向天线阵列中正交线极化天线对数，、分别表示第m对正交线极化天线中水平极化和垂直极化天线的输出信号幅度。
20、进一步的，所述s4中，阵列流型矩阵中流型矢量仅取同极化天线对应的流型矢量。
21、进一步的，所述s4中，计算目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值的具体步骤为：
22、s4.1、采用阵列天线中同极化天线构成的子阵对目标辐射源进行测向，获取子阵接收信号；
23、s4.2、设定采样快拍数，计算得到子阵接收信号的协方差矩阵，并进行特征值分解，得到噪声特征向量矩阵；
24、s4.3、基于噪声特征向量矩阵，利用空间谱估计算法获取目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值。
25、进一步的，所述s4.3的具体方法：
26、在所有的角度格点数据中搜索寻找谱函数的最大值，其对应的方位角和俯仰角即为入射信号角度的估计值。其中，
27、
28、其中，表示方位角 θ和俯仰角 φ的阵列流型矩阵，为的共轭转置，表示噪声特征向量矩阵，为的共轭转置。
29、进一步的，所述s5中，计算得到目标入射信号的极化相位角的方法为：
30、s5.1、测量阵列天线中第m对正交极化天线输出的相位差；
31、s5.2、计算由入射波角度引入的天线间相位差；
32、s5.3、扣除由入射波角度引入的天线间相位差得到目标入射信号极化相位角的第m个估计值；
33、s5.4、重复s5.1~s5.3，得到多极化测向天线阵列的m个极化相位角的估计值，计算其平均值作为最终的极化线相位角估计值。
34、进一步的，所述s5.2中，由入射波角度引入的天线间相位差计算方法为：
35、
36、其中，表示信号波长，、分别为第m对正交极化天线中水平极化和垂直极化天线的二位直角坐标。
37、进一步的，所述s5.3中，极化相位角的第m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S1中，多极化测向天线阵列中N个单极化天线满足以下条件：
3.根据权利要求1或2所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S2中，形成校正表的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S3中，目标入射信号的极化幅度角估计方法为：
5.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S4中，阵列流型矩阵中流型矢量仅取同极化天线对应的流型矢量。
6.根据权利要求1或5所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S4中，计算目标入射信号的方位角和俯仰角的估计值的具体步骤为：
7.根据权利要求6所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S4.3的具体方法：
8.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S5中，计算得到目标入射信号的极化相位角的方法为：
9
10.根据权利要求8或9所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述S5.3中，极化相位角的第m个估计值为：
...【技术特征摘要】
1.一种对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述s1中，多极化测向天线阵列中n个单极化天线满足以下条件：
3.根据权利要求1或2所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述s2中，形成校正表的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述s3中，目标入射信号的极化幅度角估计方法为：
5.根据权利要求1所述的对目标极化变化稳健的测向方法，其特征在于，所述s4中，阵列流型矩阵中流型矢量仅取同极化天线对应的流型矢量。
6.根据权利要求1或...
【专利技术属性】
技术研发人员：李智，黄柯衡，傅劲松，左乐，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：
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