CN106353750A - 一种多发单收无源雷达的测向方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多发单收无源雷达的测向方法及装置，属于雷达技术领域。用以解决现有测向技术存在精度比较低，且安全易受到威胁的问题。包括在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0点时刻原点与接收机连线方向设定为正方向，根据发射机位置坐标，接收机与原点之间距离，与正方向之间的夹角和接收机与正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，根据第i个发射机发射的信号频率，随机测试目标的散射强度，信号波长以及斜距历程，通过公式(1)确定第i条观测通道的测向模型；对测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)确定至少两条观测通道的测向模型。

Description

一种多发单收无源雷达的测向方法及装置

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种多发单收无源雷达的测向方法及装置。

背景技术

随机测试目标测向主要应用于军事侦察领域。目前随机测试目标测向一般采用实孔径雷达或者阵列雷达进行测向。这两种测向方法均采用主动照射模式，其角度分辨率与其天线孔径成反比，为了提高测向精度，一般需要增大天线孔径或者增加阵列长度，这就使得系统成本大大提高。由于采用主动照射模式，在现代战争中雷达系统极易受到敌方火力打击，系统的安全性受到极大威胁。

综上所述，现有的随机测试目标测向技术存在精度比较低，且安全易受到威胁的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种多发单收无源雷达的测向方法及装置，用以解决现有随机测试目标测向技术存在精度比较低，且安全易受到威胁的问题。

本发明实施例提供一种多发单收无源雷达的测向方法，包括：

在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_{i^{.}}\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right).$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

优选地，所述通过下列公式确定第i条观测通道的斜距历程：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}$

其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

优选地，所述根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型，包括：

根据所述第i条观测通道的斜距历程，通过下列公式，确定所述第i条观测通道的解调后的回波信号：

$s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}$

当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述随机测试目标时，则通过下列公式确定至少两个所述随机测试目标的总散射强度函数：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρl cos(α-θ)}ρdρdθ

其中，s(t)为第i条观测通道的解调后的回波信号，σ为随机测试目标的散射强度，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，σ_k为第k个随机测试目标的散射强度系数，α_k为第k个随机测试目标的测试目标与所述正方向之间的夹角，K为二维平面内的所述随机测试目标的数目，R_t为所述随机测试目标到所述第i个发射机之间的距离，g_i(l,α)为第i条观测通道内全部所述随机测试目标的总回波信号，R_r为所述随机测试目标到所述原点距离，x＝cosα,y＝sinα，l＝1,ρ＝r/λ_i。

本发明实施例还提供一种多发单收无源雷达的测向装置，包括：

第一确定单元，用于在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

第二确定单元，用于根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

第三确定单元，用于根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

第四确定单元，用于对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right).$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

优选地，所述第二确定单元具体用于：通过下列公式确定第i条观测通道的斜距历程：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}$

其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

优选地，所述第三确定单元具体用于：

根据所述第i条观测通道的斜距历程，通过下列公式，确定所述第i条观测通道的解调后的回波信号：

$s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}$

当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述随机测试目标时，则通过下列公式确定至少两个所述随机测试目标的总散射强度函数：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρl cos(α-θ)}ρdρdθ

其中，s(t)为第i条观测通道的解调后的回波信号，σ为随机测试目标的散射强度，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，σ_k为第k个随机测试目标的散射强度系数，α_k为第k个随机测试目标的测试目标与所述正方向之间的夹角，K为二维平面内的所述随机测试目标的数目，R_t为所述随机测试目标到所述第i个发射机之间的距离，g_i(l,α)为第i条观测通道内全部所述随机测试目标的总回波信号，R_r为所述随机测试目标到所述原点距离，x＝cosα,y＝sinα，l＝1,ρ＝r/λ_i。

在本发明实施例中，提供一种多发单收无源雷达的测向方法及装置，包括：在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式：确定所述第i条观测通道的测向模型；对所述第i条观测通道的测向模型通过公式进行归一化，通过公式对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。在本发明实施例中，采用一个接收机，利用多个民用信号(比如调频广播信号)作为照射源，对二维平面设定区域内随机测试目标测向。其中，多台发射机与接收机构成了多条观测通道，每个观测通道均为单发单收系统。采用本发明实施例提供的方法，每个观测通道的信号处理均采用频域算法，然后对所有观测通道的处理结果进行合成，降低了运算量，同时，在降低副瓣并提高角度分辨性能。从而解决了现有随机测试目标测向技术存在精度比较低，且安全易受到威胁的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的频率f为100MHz时单发射机测向结果示意图；

图3为本发明实施例提供的频率f为95MHz、100MHz的双发射机测向结果示意图；

图4为本发明实施例提供的频率f为90MHz、95MHz、100MHz的三发射机测向结果示意图；

图5为本发明实施例提供的三发射机多随机测试目标非纯净回波信号测向结果示意图；

图6为本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示例性的示出本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向方法流程示意图；该方法可以应用在雷达定位技术中。

如图1所示，本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向方法，主要包括以下步骤：

步骤101，在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

步骤102，根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

步骤103，根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

步骤104，对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_{i^{.}}\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right).$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

在本发明实施例中，以第i个发射机，随机测试目标和接收机为例，详细介绍发单收无源雷达的测向方法，其中，第i个发射机为至少两台发射机中其中一个发射机。

需要说明的是，二维平面内设置的发射机的数量最少应该有两台，也可以有多台，在本发明实施例中，对二维平面内设定的发射机的数量不做具体的限定。

在实际应用中，随机测试目标到接收机的距离远大于随机测试目标尺寸和接收机转动半径，所以在本发明实施例中，可以将随机测试目标视为点随机测试目标。

在步骤101中，以接收机转动中心为原点建立直角坐标系，接收机围绕中心原点做匀速圆周运动，其中，接收机转动中心为直角坐标系的坐标原点。在本发明实施例中，将0时刻原点到接收机的连线方向确定为X轴的正方向。

进一步地，在二维平面内在直角坐标系中确定第i个发射机的坐标位置。

需要说明的是，本发明实施例中，采用多个民用信号源(调频广播等)作为发射机对随机测试目标测向。

假设在二维平面测试区域内有N个调频广播电台，第i个发射机坐标为(x_ti,y_ti)i＝1,2,…,N，则接收机和不同的发射机可以构成N条观测通道。在测试区域任选一个随机测试目标，该随机测试目标到坐标原点距离为R_r0，随机测试目标到第i个发射机距离为R_ti0，对同一个发射机而言，在接收机转动过程中同一个随机测试目标的R_r0和R_ti0不变，并且在不同的观测通道内同一个随机测试目标的R_r0是相同的。

随机测试目标与X轴之间夹角(即方位角)为α，接收机与X轴正向之间夹角为θ，由于接收机围绕中心点做匀速圆周运动，所以有θ(t)＝θ₀+ωt，其中，θ₀为初始角度，ω为接收机转动角速度。

在步骤102中，在本发明实施例中，因为各个观测通道的回波信号处理方法相同，所以下面任取其中一条观测通道进行频域算法研究，下面选择由第i个发射机、随机测试目标、接收机构成的第i条观测通道为例，介绍单观测通道模型下的无源雷达频域测向算法。

t时刻接收机的坐标为(rcosθ,rsinθ)，随机测试目标尺寸远小于R_r0，通过下列公式(4)确定第i条观测通道的斜距历程为：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}---\left(4\right)$

其中，其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

在步骤103中，由于民用信号一般为窄带信号(比如调频广播信号仅为150KHz)，可以将民用信号视为单频连续波信号。假设所选取的第i个发射机发射的信号频率为f_i，故第i个发射机发射机信号可表示为exp{j2πf_it}，如果随机测试目标的散射强度为σ，信号波长为λ_i，则第i条观测通道内随机测试目标的回波信号可以通过下列公式(5)确定：

$\begin{array}{c}s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \left\{j2{\mathrm{\πf}}_i(t-\frac{R\left(t\right)}{c})\right\}\\ =\mathrm{\σ}\exp \left\{j2{\mathrm{\πf}}_{i}t\right\}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \left\{j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\right\}\end{array}---\left(5\right)$

进一步地，再通过下列公式(6)确定第i条观测通道的解调后的回波信号：

$\begin{array}{c}s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \left\{j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\right\}\\ =\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}\end{array}---\left(6\right)$

在本发明实施例中，假设：

$\left\{\begin{array}{c}X=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\θ},Y=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}sin\mathrm{\θ}\\ x=\cos \mathrm{\α},y=\sin \mathrm{\α}\end{array}\right.$

则第i条观测通道的解调后的回波信号的频域形式可以通过下列公式(7)表示为：

$s(X,Y)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}---\left(7\right)$

如果测试区域内有多个离散点随机测试目标，假设第k个随机测试目标的方位角为α_k，散射强度系数为σ_k，并假设所有随机测试目标到接收机转动中心距离为1(可以证明，此假设对最后的测向结果并不会造成影响)。则所有随机测试目标的总散射强度函数可以通过下列公式(8)确定为：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)---\left(8\right)$

其中，δ(·,·)为二维冲激函数。

进一步地，第i个观测通道测试区域内所有随机测试目标的总回波信号可以通过下列公式(9)确定：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy---\left(9\right)$

根据二维傅里叶变换，可以通过公式(10)确定第i个观测通道测试区域内所有随机测试目标的总回波信号修正的总散射强度：

$f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}=\∫\∫S_i(X,Y)\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dXdY---\left(10\right)$

对上式两边同时取模，可以通过公式(11)，确定第i个观测通道测试区域内所有随机测试目标的总回波信号修正的总散射强度函数模值：

|f(x,y)|＝|∫∫S_i(X,Y)exp{j2π(Xx+Yy)}dXdY| (11)

公式(11)中，实现了对随机测试目标总散射强度函数模值的重建。

根据随机测试目标总散射强度函数表达式可知，能够确定随机测试目标的方位角，从而实现对随机测试目标的散射强度的测向。

在实际应用中，由于在频域内有X²+Y²＝(r/λ_i)²，所以可以通过极坐标算法求解公式(11)中的右部二重积分，令g_i(x,y)＝∫∫S_i(X,Y)exp{j2π(Xx+Yy)}dXdY，可以通过下列公式(12)表示公式11确定的总散射强度函数模的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρl cos(α-θ)}ρdρdθ (12)

公式(12)中，假设l＝1,ρ＝r/λ_i，公式(12)可以通过下列公式(1)确定第i条观测通道的测向模型：

$\begin{array}{c}{g}_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{\mathrm{\λ}}\∫S_i\left(\mathrm{\θ}\right)\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos (\mathrm{\α}-\mathrm{\θ})\}d\mathrm{\θ}\\ =\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}{S}_i\left(\mathrm{\α}\right)\⊗\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\α}\}\\ =\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\α}\}\]\}\end{array}---\left(1\right)$

公式(1)中，为卷积运算符，FFT和IFFT分别表示快速傅里叶运算和逆运算。

在步骤104中，对第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，公式(2)具体如下：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)}---\left(2\right)$

实际上，单个观测通道处理结果G_i(α)为零阶第一类贝塞尔函数的模值形式，其峰值旁瓣比为-7.9dB，角度分辨率为0.36λ_i/r rad。

在单观测通道情况下，信号处理结果的峰值旁瓣比为-7.9dB，为了降低副瓣，在本发明实施例中，采用了多发单收的模式。假设采用了N个发射机，首先通过滤波器将各发射机的回波信号分离，然后按照上述步骤103中求出的各个观测通道的处理结果，则N条观测通道的测向模型可以通过公式(3)确定：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right)---\left(3\right)$

公式(3)中，连乘表示将各处理结果进行Hadamard连乘。

在单观测通道情况下，峰值旁瓣比为-7.9dB，但是通过多观测通道的多个副瓣叠加相乘，其副瓣会大大降低。另外，通过多观测通道处理后，主瓣衰减的更快，其3dB分辨率也会得到改善。

以下利用MATLAB软件，对上述介绍的一种多发单收无源雷达的测向方法进行仿真实验，通过仿真实验，可以对本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向方法进行进一步说明。

(1)仿真条件

在本发明实施例中，假设接收机绕转动中心转动一周，采样2000次，即其采样步长为0.001πrad。

(2)仿真内容

仿真实验1：随机测试目标方位角为πrad，距离原点为5000m。采用单观测通道形式，仅选择一个频率为f＝100MHz的发射机，接收机转动半径为20m。图2为发明实施例提供的频率f为100MHz时单发射机测向结果示意图，如图2所示，处理结果的峰值准确出现在πrad位置上，其第一副瓣高度约为0.4(-7.96dB)，3dB分辨率为0.057rad。其理想的峰值旁瓣和角度分辨率应该分别为-7.9dB和0.054rad。基于此，可以确定仿真实验1，验证了单观测通道情况下本发明实施例所提频域算法的正确性。

仿真实验2：随机测试目标位置不变和接收机转动半径保持不变，选择两个频率分别为95MHz和100MHz位置随机产生的发射机。图3为本发明实施例提供的频率f为95MHz、100MHz的双发射机测向结果示意图；如图3所示，在双观测通道处理结果，其第一副瓣为0.162(-15.86dB)，3dB分辨率为0.04rad。与仿真实验1相比，在双观测通道的情况下，其副瓣被有效抑制，而其分辨率也有所改善。

仿真实验3：在仿真实验2的基础上，再增加一个频率为90MHz的发射机。图4为本发明实施例提供的频率f为90MHz、95MHz、100MHz的三发射机测向结果示意图。如图4所示，其第一副瓣为0.063(-24dB)，3dB分辨率为0.033rad。与仿真实验2相比，观测通道3的加入，使得分辨性能得到进一步提高。

仿真实验4：在测试区域内随机产生10个随机测试目标，选择频率分别为90MHz、95MHz和100MHz的三个发射机，接收机所接收的信号信噪比为2dB。图5为本发明实施例提供的三发射机多随机测试目标非纯净回波信号测向结果示意图，如图5所示，图中“+”横坐标位置为随机测试目标方位角。从仿真结果中可以看出，10个随机测试目标的方位信息被准确重建出来，验证了本发明实施例的正确性。

综上所述，本发明实施例中，采用一个接收机，利用多个民用信号(比如调频广播信号)作为照射源，对二维平面设定区域内随机测试目标测向。其中，多台发射机与接收机构成了多条观测通道，每个观测通道均为单发单收系统。采用本发明实施例提供的方法，每个观测通道的信号处理均采用频域算法，然后对所有观测通道的处理结果进行合成，降低了运算量，同时，在降低副瓣并提高角度分辨性能。从而解决了现有随机测试目标测向技术存在精度比较低，且安全易受到威胁的问题。

基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种多发单收无源雷达的测向装置，由于该装置解决技术问题的原理与一种多发单收无源雷达的测向方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图6为本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向装置结构示意图。如图6所示，本发明实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向装置，主要包括：第一确定单元61，第二确定单元62，第三确定单元63和第四确定单元64。

第一确定单元61，用于在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

第二确定单元62，用于根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

第三确定单元63，用于根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

第四确定单元64，用于对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right).$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

优选地，所述第二确定单元62具体用于：通过下列公式确定第i条观测通道的斜距历程：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}$

其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

优选地，所述第三确定单元63具体用于：

根据所述第i条观测通道的斜距历程，通过下列公式，确定所述第i条观测通道的解调后的回波信号：

$s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}$

当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述随机测试目标时，则通过下列公式确定至少两个所述随机测试目标的总散射强度函数：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρl cos(α-θ)}ρdρdθ

其中，s(t)为第i条观测通道的解调后的回波信号，σ为随机测试目标的散射强度，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，σ_k为第k个随机测试目标的散射强度系数，α_k为第k个随机测试目标的测试目标与所述正方向之间的夹角，K为二维平面内的所述随机测试目标的数目，R_t为所述随机测试目标到所述第i个发射机之间的距离，g_i(l,α)为第i条观测通道内全部所述随机测试目标的总回波信号，R_r为所述随机测试目标到所述原点距离，x＝cosα,y＝sinα，l＝1,ρ＝r/λ_i。

应当理解，以上一种多发单收无源雷达的测向装置包括的单元仅为根据该设备装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向装置所实现的功能与上述实施例提供的一种多发单收无源雷达的测向方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种多发单收无源雷达的测向方法，其特征在于，包括：

在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right);$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下列公式确定第i条观测通道的斜距历程：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}$

其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型，包括：

根据所述第i条观测通道的斜距历程，通过下列公式，确定所述第i条观测通道的解调后的回波信号：

$s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}$

当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述随机测试目标时，则通过下列公式确定至少两个所述随机测试目标的总散射强度函数：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρlcos(α-θ)}ρdρdθ

其中，s(t)为第i条观测通道的解调后的回波信号，σ为所述随机测试目标的散射强度，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，σ_k为第k个所述随机测试目标的散射强度系数，α_k为第k个所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，K为二维平面内的所述随机测试目标的数目，R_t为所述随机测试目标到所述第i个发射机之间的距离，g_i(l,α)为第i条观测通道内全部所述随机测试目标的总回波信号，R_r为所述随机测试目标到所述原点距离，x＝cosα,y＝sinα，l＝1,ρ＝r/λ_i。

4.一种多发单收无源雷达的测向装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于在二维平面中设置随机测试目标，接收机和至少两台发射机，所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动，将0时刻所述原点与所述接收机连线方向设定为正方向，根据所述随机测试目标坐标参数，确定所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角；

第二确定单元，用于根据所述发射机位置坐标，所述接收机与所述原点之间距离，所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角和所述接收机与所述正方向之间的夹角，确定第i条观测通道的斜距历程，其中，所述第i条观测通道对应所述接收机，第i个发射机和所述随机测试目标，所述至少两台发射机中包括所述第i个发射机；

第三确定单元，用于根据所述第i个发射机发射的信号频率、信号波长，所述随机测试目标的散射强度以及所述第i条观测通道的斜距历程，通过公式(1)确定所述第i条观测通道的测向模型；

第四确定单元，用于对所述第i条观测通道的测向模型通过公式(2)进行归一化，通过公式(3)对至少两条观测通道的所述归一化的结果进行合成；

所述公式(1)如下所示：

$g_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}IFFT\{FFT\[S_i\left(\mathrm{\α}\right)\]\·FFT\[\exp \{-j2\mathrm{\π}\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}cos\mathrm{\α}\}\]\}$

所述公式(2)如下所示：

$G_i\left(\mathrm{\α}\right)=\frac{\left|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\right|}{max\left(\right|g_i\left(\mathrm{\α}\right)\left|\right)};$

所述公式(3)如下所示：

$G\left(\mathrm{\α}\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Π}}{G}_i\left(\mathrm{\α}\right);$

其中，g_i(α)为第i条观测通道的测向模型，r为所述接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，λ_i为第i个发射机发射的信号波长，i＝1,2,…,N，N为自然数，且N与发射机的数量相同；α为所述随机测试目标与所述正方向之间的夹角，S_i(α)为第i条观测通道的回波信号，G_i(α)为第i个观测通道的归一化结果，G(α)为至少两条观测通道的归一化结果的合成。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元具体用于：通过下列公式确定第i条观测通道的斜距历程：

$\begin{array}{c}{R}_i\left(t\right)=\sqrt{{(x_{ti}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(y_{ti}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}+\sqrt{{(r\cos \mathrm{\θ}-R_{r0}\cos \mathrm{\α})}^2+{(r\sin \mathrm{\θ}-R_{r0}\sin \mathrm{\α})}^2}\\ \≈R_{ti0}+R_{r0}-r\cos (\mathrm{\θ}-\mathrm{\α})\end{array}$

其中，R_i(t)为在t时刻时，第i条观测通道的斜距历程，(x_ti,y_ti)为第i个发射机在二维平面内的坐标位置，i＝1,2,…,N，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元具体用于：

根据所述第i条观测通道的斜距历程，通过下列公式，确定所述第i条观测通道的解调后的回波信号：

$s\left(t\right)=\mathrm{\σ}\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_{ti0}+R_{r0})\}\exp \{j2\mathrm{\π}\[\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\cos \mathrm{\θ}\cos \mathrm{\α}+\frac{r}{{\mathrm{\λ}}_i}\sin \mathrm{\θ}\sin \mathrm{\α}\]\}$

当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述随机测试目标时，则通过下列公式确定至少两个所述随机测试目标的总散射强度函数：

$f(x,y)=\underset{k}{\Σ}{\mathrm{\σ}}_k\mathrm{\δ}(x-{\mathrm{cos\α}}_k,y-{\mathrm{sin\α}}_k)$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号：

$S_i(X,Y)=\∫\∫f(x,y)\exp \{-j\frac{2\mathrm{\π}}{{\mathrm{\λ}}_i}(R_t+R_r)\}\exp \left\{j2\mathrm{\π}(Xx+Yy)\right\}dxdy$

通过下列公式确定所述第i条观测通道内至少两个所述随机测试目标的总回波信号的极坐标：

g_i(l,α)＝∫∫S_i(ρ,θ)exp{-j2πρlcos(α-θ)}ρdρdθ

其中，s(t)为第i条观测通道的解调后的回波信号，σ为随机测试目标的散射强度，θ为所述接收机与所述正方向之间的夹角，R_r0为所述随机测试目标与所述原点之间的距离，R_ti0为所述随机测试目标与第i个发射机之间的距离，σ_k为第k个随机测试目标的散射强度系数，α_k为第k个随机测试目标的测试目标与所述正方向之间的夹角，K为二维平面内的所述随机测试目标的数目，R_t为所述随机测试目标到所述第i个发射机之间的距离，g_i(l,α)为第i条观测通道内全部所述随机测试目标的总回波信号，R_r为所述随机测试目标到所述原点距离，x＝cosα,y＝sinα，l＝1,ρ＝r/λ_i。