CN108363046A - 基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统 - Google Patents

基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统 Download PDF

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CN108363046A CN201810136038.XA CN201810136038A CN108363046A CN 108363046 A CN108363046 A CN 108363046A CN 201810136038 A CN201810136038 A CN 201810136038A CN 108363046 A CN108363046 A CN 108363046A
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Abstract

本发明公开一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统。所述无源雷达测向方法包括:获取第一接收机的第一回波信号;获取第二接收机的第二回波信号,根据第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;根据第一回波信号和第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;根据第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;根据第二回波信号和第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;根据第一测向预处理向量和第二测向预处理向量确定待测目标的方向。本发明采用了椭圆扫描模式,能够对重点监测区域进行精细分辨,另外,通过对两个接收机测向结果的合成,使分辨率减小且旁瓣大幅降低,使系统的测向性能得到显著提升。

Description

基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统
技术领域
本发明涉及无源雷达测向领域,特别是涉及一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统。
背景技术
目前的固定目标雷达测向方法主要分主动雷达测向和被动雷达测向两种。主动测向雷达包括实孔径雷达或者阵列天线测向,其方位分辨率均为0.89λD,其中λ为信号波长,而D为雷达孔径或者阵列天线长度。为了提升测向精度,主动测向雷达系统一般采用大孔径天线或者长阵列天线,所以系统造价高昂,且占地面积较大。另外由于主动进行电磁照射,在战场上其生存能力堪忧。
在被动雷达测向方法中,以一种基于民用窄带外辐射源信号、接收机围着其转动中心做匀速圆周运动的雷达测向方法为代表,该方法的方位分辨率为0.36λ/r,其中r为接收机转动半径。该测向系统结构简单,系统分辨能力较好。但是该系统为了实现方位高分辨,需要大转动半径,占地面积较大。由于该系统接收机圆形扫描,各方向上目标方位分辨率均相同,无法对重点区域进行重点监测。另外,该系统测向结果的最大旁瓣高达-7.9dB,会出现对多目标测向时强旁瓣可能淹没弱主瓣而导致目标丢失的情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统,在提高测向的准确性同时降低占地面积。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法,所述无源雷达测向方法包括:
获取第一接收机的第一回波信号;
获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;
根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;
根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;
根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;
根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;
根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。
可选的,所述根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵,具体包括:
根据所述第一接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第一接收机的第一斜距历程;
根据所述第一斜距历程得到第一离散回波信号矩阵;
根据所述第一离散回波信号矩阵构造第一信号识别矩阵。
可选的,所述根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵,具体包括:
根据所述第二接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第二接收机的第二斜距历程;
根据所述第二斜距历程得到第二离散回波信号矩阵;
根据所述第二离散回波信号矩阵构造第二信号识别矩阵。
可选的,所述第一信号识别矩阵的形式为:
其中,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θ1(m1)为第一接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,Δα为遍历步长,N=2π/Δα,exp{j……}为复数的指数形式。
可选的,所述第二信号识别矩阵的形式为:
其中,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θ2(m2)为第二接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,exp{j……}为复数的指数形式。
可选的,所述根据所述第一离散回波信号矩阵和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量,具体包括:
根据公式计算第一测向预处理向量;其中,F1(n)为第一测向预处理向量,g1(m1)为第一离散回波信号矩阵,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数。
可选的,所述根据所述第二离散回波信号矩阵和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量,具体包括:
根据公式计算第二测向预处理向量;
其中,F2(n)为第二测向预处理向量,g2(m2)为第二离散回波信号矩阵,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数。
可选的,所述根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向,具体包括:
根据公式F(n)=F1(n)*F2(n)计算待测目标的位置函数;其中,F(n)为待测目标的位置函数,F1(n)为第一测向预处理向量,F2(n)为第二测向预处理向量,*为Schur积,n=1,2,…,N,N为遍历次数。
确定所述位置函数的峰值;
根据所述位置函数的峰值对应的n值,确定待测目标的方位角为nΔα,其中,Δα为遍历步长。
可选的,a2=0.63a1,b2=0.63b1,其中,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴。
本发明还提供了一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向系统,所述无源雷达测向系统包括:
第一回波信号获取模块,用于获取第一接收机的第一回波信号;
第二回波信号获取模块,用于获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;
第一信号识别矩阵构建模块,用于根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;
第一测向预处理向量确定模块,用于根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;
第二信号识别矩阵构建模块,用于根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;
第二测向预处理向量确定模块,用于根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;
待测目标的方向确定模块,用于根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。
根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:
本发明提供的一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法,由于采用了椭圆扫描模式,所以能够对重点监测区域进行精细分辨,而且其所需占地面积大大减小,使系统布站方便灵活。另外本发明采用双接收机模式,通过对两个接收机测向结果的合成,使分辨率减小且旁瓣大幅降低,使系统的测向性能得到显著提升。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法的流程图;
图2为本发明测向系统模型示意图;
图3为两个不同方位向目标的测向结果;
图4为本发明椭圆扫描对5个随机目标的测向结果;
图5为圆形扫描对5个随机目标的测向结果;
图6为不同频率信号对测向结果的影响;
图7为不同长半轴对测向结果的影响;
图8为本发明基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向系统的结构图。
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。
本发明的目的是提供一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法及系统,在提高测向的准确性同时降低占地面积。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法的流程图,如图1所示,所述无源雷达测向方法包括:
步骤101:获取第一接收机的第一回波信号。
步骤102:获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;a2=0.63a1,b2=0.63b1,其中,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴。
步骤103:根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;具体包括:
步骤1031:根据所述第一接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第一接收机的第一斜距历程。
步骤1032:根据所述第一斜距历程得到第一离散回波信号矩阵。
步骤1033:根据所述第一离散回波信号矩阵构造第一信号识别矩阵。所述第一信号识别矩阵的形式为:
其中,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,Δti是接收机采样的时间步长,θ1(m1)为第一接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,Δα为遍历步长,N=2π/Δα,exp{j……}为复数的指数形式。
步骤104:根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;具体包括:
根据公式计算第一测向预处理向量;其中,F1(n)为第一测向预处理向量,g1(m1)为第一离散回波信号矩阵,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数。
步骤105:根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;具体包括:
步骤1051:根据所述第二接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第二接收机的第一斜距历程。
步骤1052:根据所述第二斜距历程得到第二离散回波信号矩阵。
步骤1053:根据所述第二离散回波信号矩阵构造第二信号识别矩阵。所述第二信号识别矩阵的形式为:
其中,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θ2(m2)为第二接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,exp{j……}为复数的指数形式。
步骤106:根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量,具体包括:
具体包括:
根据公式计算第二测向预处理向量;
其中,F2(n)为第二测向预处理向量,g2(m2)为第二离散回波信号矩阵,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数。
步骤107:根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向,具体包括:
步骤1071:根据公式F(n)=F1(n)*F2(n)计算待测目标的位置函数;其中,F(n)为待测目标的位置函数,F1(n)为第一测向预处理向量,F2(n)为第二测向预处理向量,*为Schur积,n=1,2,…,N,N为遍历次数。Schur积,是指两个相同形式的矩阵或者向量,位置相同的元素做对位相乘,得到一个同样形式的矩阵或者向量。在本发明中F1(n)和F2(n)都是1×N的向量,所以其Schur积也是1×N的向量。
步骤1072:确定所述位置函数的峰值;
步骤1073:根据所述位置函数的峰值对应的n值,确定待测目标的方位角为nΔα,其中,Δα为遍历步长。
本发明提供的一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法,由于采用了椭圆扫描模式,所以能够对重点监测区域进行精细分辨,而且其所需占地面积大大减小,使系统布站方便灵活。另外本发明采用双接收机模式,通过对两个接收机测向结果的合成,使分辨率减小且旁瓣大幅降低,使系统的测向性能得到显著提升。
以下是本发明的理论推理过程:
步骤1:建立测向系统模型。
图2为本发明测向系统模型示意图。如图2所示。本系统对固定目标进行被动测向,所以发射机与目标均固定。为了抑制旁瓣,本系统在接收端采用双接收机模式,两个接收机均绕着转动中心转动,其转动轨迹均为椭圆,且两椭圆的长轴和短轴方向一致,其长半轴分别为a1、a2,短半轴分别为b1、b2,且有a2=0.63a1,b2=0.63b1。以两椭圆转动中心为坐标原点,椭圆长半轴方向为X轴方向,短半轴方向为Y轴方向建立直角坐标系。使椭圆的短轴指向重点监测区域,也即重点监测区域应该落在Y轴上或者Y轴附近。在t时刻有两接收机的椭圆角度参数为θi(t)=ωit+θi0,i=1,2,其中ωi为转动角速度,θi0为初始角度参数,下标i=1时表示接收机1,i=2时表示接收机2,下面也采用此标记方法。在t时刻有两接收机的位置为(xir(t),yir(t)),则有:
步骤2:推导监测区域内固定目标相对于两个接收机的斜距历程:
Ri(t)=RT+R0-ai cosαcos(ωit+θi0)-bi sinαsin(ωit+θi0);
其中,RT是目标与发射机之间的距离,R0是目标到坐标原点之间的距离,α是在监测区域内所选任一固定目标的方位角。
斜距历程推导过程为如下:
假设发射机位于(xt,yt),在观测区域存在一固定目标,其直角坐标和极坐标分别为(x0,y0)和(R0,α),则有:
上式中的近似处理基于目标到转动中心的距离远大于接收机转动尺寸而展开。
步骤3:推导解调后回波信号的离散采样形式:
其中,σ是该固定目标散射系数,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θi(mi)=ωimiΔtii0,Δti是接收机采样的时间步长,接收机在成像过程中的采样次数Mi
所用民用信号一般为窄带信号,假设其为:f(t)=exp{j2πft}。
则目标回波信号为:
;其中,C指光速。所以解调并离散采样后,其回波信号为:
其中,σ是该固定目标散射系数,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θi(mi)=ωimiΔtii0,Δti是接收机采样的时间步长,接收机在成像过程中的采样次数Mi
步骤4:根据回波信号形式构造信号识别矩阵:
其中,Δα为遍历步长,共遍历N次,N=2π/Δα。为了便于后续处理,两个接收机的信号识别矩阵中的Δα和N要一致。
步骤5:求测向预处理向量:
其中,J0(·)为零阶贝塞尔函数。
Fi(n)的推导过程为:
其中,
J0(·)为零阶贝塞尔函数。
在3dB波束内,变化很小,所以有因此所以在3dB波束内有:
由上式可知,当nΔα=α,也即n=α/Δα时,Fi(n)出现峰值Mi|σ|,可以根据该峰值确定目标方向。由贝塞尔函数的性质可知,其分辨率为0.36λ/Bi(α)rad。由于Bi(α)是α的函数,所以目标的分辨率与其所在方位有关。当目标位于0.5πrad或者1.5πrad(也即目标位于Y轴正向或者负向上,或者在椭圆的短轴方向上)时,其分辨性能最好,分辨率为0.36λ/airad,这也是建立测向系统模型时使重点区域在Y轴上或者Y轴附近的原因。当目标位于πrad或者2πrad(也即目标位于X轴正向或者负向上,或者在椭圆长轴方向上)时,其分辨性能最差,分辨率为0.36λ/birad。可见,本发明能够通过调节接收机椭圆转动的短轴指向实现对重点区域的重点监测。
步骤6:求两个接收机的测向预处理向量的Schur积:F(n)=F1(n)*F2(n),
通过求解F1(n)和F2(n)的Schur积得到F(n)。由于Fi(n)为零阶第一类贝塞尔函数,根据贝塞尔函数性质可得,Fi(n)的第一零点和第一旁瓣与主瓣之间角度差分别为0.383λ/Bi(α)rad和0.61λ/Bi(α)rad。为了抑制重点区域监测结果的旁瓣,在步骤6中使F2(n)的主瓣第一零点与F1(n)的第一旁瓣处于同一位置,则二者相乘后将在该处出现零点,使合成结果的旁瓣大大降低。因此有0.383λ/B2(α)=0.61λ/B1(α),即B2(α)=0.63B1(α),所以有a2=0.63a1,b2=0.63b1,这也是建立系统模型设定两个椭圆轨迹长半轴和半短轴比例的原因。另外,通过步骤6,将步骤5所得到的两个测向结果进行合成后,其分辨率可进一步得到优化。计算表明,合成结果的分辨率为0.31λ/B1(α)rad,其最大旁瓣已经降至-19.43dB。
本发明的效果通过以下仿真实验进一步说明。
仿真条件:
由于RT在测向过程中不变,所以本发明对发射机位置不敏感。发射机坐标假设为(20000m,15000m),接收机1椭圆轨迹的半长轴为a1=20m,半短轴b1=3m。根据系统模型要求,接收机2椭圆轨迹的半长轴为a2=12.6m,半短轴b2=1.89m。转动过程中接收机1采样2000次,椭圆角度参数的采样步长为0.001πrad,接收机2采样1000次,椭圆角度参数的采样步长为0.002πrad。不失一般性,仿真中目标散射系数均为1。
仿真内容:
仿真1:在上述仿真条件基础上,采用频率为300MHz的民用信号,对位于(5000m,0.5πrad)和(5000m,πrad)的两个目标测向,结果如图3所示。从如图3可以看出,两个目标均被准确测向,但是由于目标所在方位不同,所以其分辨率也不相同,说明本发明能够对重点区域进行精细测向。另外,两个目标的旁瓣很低,最大旁瓣为0.1(-20dB)左右,说明本发明的旁瓣抑制效果较好。
仿真2:在重点检测区域(方位角为0.5πrad附近)随机产生5个距原点为5000m的固定目标,使用300MHz的外辐射源信号进行测向,图4和图5分别是在前面仿真条件下使用本发明所提方法和采用接收机转动半径为20m的圆形扫描方法的测向结果,其中“o”为目标的实际方位。对比图3和图4可知,本发明的旁瓣较低,使测向结果较为清晰,而采用圆形扫描的测向结果由于旁瓣过高,导致低主瓣与高旁瓣之间界限很不清晰,测向结果的可读性较差。仿真结果表明,本发明能够对重点区域的多个目标进行精细测向,其测向效果要优于采用相同频率外辐射源信号、转动半径为椭圆半长轴的圆形扫描测向,验证了本发明的有效性。
仿真3:当外辐射源频率分别为20MHz、40MHz、80MHz时,对位于(5000m,0.5πrad)目标测向,其仿真结果如图6所示。从图6可以看出,分辨性能会随着外辐射源信号频率的提高而提升。
仿真4:当外辐射源频率为300MHz时,两个椭圆短半轴不变,接收机1的半长轴长度分别取10m、20m、30m而接收机2的半长轴保持接收机1的0.63倍不变,对位于(5000m,0.5πrad)目标测向,其仿真结果如图7所示。从图7可以看出,分辨性能会随着长半轴的增长而提升。
综上所述,本发明为采用双接收机椭圆扫描进行无源雷达测向。椭圆扫描使得系统所需占地面积大大减少,使得系统布站灵活方便。而且,将重点区域置于椭圆半短轴所在方向上,能够提升角度分辨率,对该区域精细测向。由于采用了双接收机模式,并且使接收机2的半长轴和半短轴分别是接收机1的0.63倍,通过对两个测向结果的合成,可以使其旁瓣降低至-19.43dB,而且其分辨率进一步优化至0.31λ/B1(α)rad。
图8为本发明基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向系统的结构图。如图8所示,所述无源雷达测向系统包括:
第一回波信号获取模块801,用于获取第一接收机的第一回波信号;
第二回波信号获取模块802,用于获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;
第一信号识别矩阵构建模块803,用于根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;
第一测向预处理向量确定模块804,用于根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;
第二信号识别矩阵构建模块805,用于根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;
第二测向预处理向量确定模块806,用于根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;
待测目标的方向确定模块807,用于根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。
对于实施例公开的系统而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向方法,其特征在于,所述无源雷达测向方法包括:
获取第一接收机的第一回波信号;
获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;
根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;
根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;
根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;
根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;
根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。
2.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵,具体包括:
根据所述第一接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第一接收机的第一斜距历程;
根据所述第一斜距历程得到第一离散回波信号矩阵;
根据所述第一离散回波信号矩阵构造第一信号识别矩阵。
3.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵,具体包括:
根据所述第二接收机的运动轨迹确定待测目标相对所述第二接收机的第二斜距历程;
根据所述第二斜距历程得到第二离散回波信号矩阵;
根据所述第二离散回波信号矩阵构造第二信号识别矩阵。
4.根据权利要求2所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述第一信号识别矩阵的形式为:
其中,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θ1(m1)为第一接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,Δα为遍历步长,N=2π/Δα,exp{j……}为复数的指数形式。
5.根据权利要求3所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述第二信号识别矩阵的形式为:
其中,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴,λ是系统所采用外辐射源信号波长,θ2(m2)为第二接收机在椭圆转动轨迹上的角度位置,exp{j……}为复数的指数形式。
6.根据权利要求2所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述根据所述第一离散回波信号矩阵和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量,具体包括:
根据公式计算第一测向预处理向量;其中,F1(n)为第一测向预处理向量,g1(m1)为第一离散回波信号矩阵,G1(m1,n)为第一信号识别矩阵,m1=1,2,…,M1,M1为第一接收机在成像过程中的采样次数,n=1,2,…,N,N为遍历次数。
7.根据权利要求3所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述根据所述第二离散回波信号矩阵和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量,具体包括:
根据公式计算第二测向预处理向量;
其中,F2(n)为第二测向预处理向量,g2(m2)为第二离散回波信号矩阵,G2(m2,n)为第二信号识别矩阵,m2=1,2,…,M2,M2为第二接收机在成像过程中的采样次数。
8.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法,其特征在于,所述根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向,具体包括:
根据公式F(n)=F1(n)*F2(n)计算待测目标的位置函数;其中,F(n)为待测目标的位置函数,F1(n)为第一测向预处理向量,F2(n)为第二测向预处理向量,*为Schur积,n=1,2,…,N,N为遍历次数。
确定所述位置函数的峰值;
根据所述位置函数的峰值对应的n值,确定待测目标的方位角为nΔα,其中,Δα为遍历步长。
9.根据权利要求1所述的无源雷达测向方法,其特征在于,a2=0.63a1,b2=0.63b1,其中,a1为所述第一接收机运动轨迹的长半轴,a2为所述第二接收机运动轨迹的长半轴,b1为所述第一接收机运动轨迹的短半轴,b2为所述第二接收机运动轨迹的短半轴。
10.一种基于双接收机椭圆扫描的无源雷达测向系统,其特征在于,所述无源雷达测向系统包括:
第一回波信号获取模块,用于获取第一接收机的第一回波信号;
第二回波信号获取模块,用于获取第二接收机的第二回波信号,所述第二接收机和所述第一接收机围绕同一中心作椭圆运动,所述第一接收机的运动轨迹与所述第二接收机的运动轨迹在同一平面内,所述第一接收机的运动轨迹的长轴与所述第二接收机的运动轨迹的长轴的方向相同;
第一信号识别矩阵构建模块,用于根据所述第一接收机的运动轨迹函数构建第一信号识别矩阵;
第一测向预处理向量确定模块,用于根据所述第一回波信号和所述第一信号识别矩阵确定第一测向预处理向量;
第二信号识别矩阵构建模块,用于根据所述第二接收机的运动轨迹函数构建第二信号识别矩阵;
第二测向预处理向量确定模块,用于根据所述第二回波信号和所述第二信号识别矩阵确定第二测向预处理向量;
待测目标的方向确定模块,用于根据所述第一测向预处理向量和所述第二测向预处理向量确定待测目标的方向。
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