CN109814063A - 一种干涉仪测向方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种干涉仪测向方法和装置。本发明的装置包括造表数据获取单元、实测数据获取单元和来波方向计算单元;本发明的方法包括:利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值;对来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向。本发明的技术方案能够有效提高测向精度。
Description
技术领域
本发明涉及信号到达角估计技术领域,尤其涉及一种干涉仪测向方法和装置。
背景技术
干涉仪测向体制基于不同测向基线的相位差进行来波方向估计,是一种广为应用的测向体制。干涉仪测向系统的测向精度对各基线的相位差十分敏感,当存在通道固定延迟及噪声导致的相位差测量误差时,均会导致测向误差。相位差测量误差一般是无法避免的,可以通过提高接收信号的信号比等手段予以改善;通道固定延迟分为阵元延迟及天线后端通道延迟,其中天线后端通道延迟一般通过设置内部校正源的方式予以估计补偿,而天线阵元延迟则需要基于外部信号原发射信号的外校正方式予以估计补偿。
一般干涉仪测向系统的测向流程为:
1.基于内校正方式校正天线后端固定相位延迟;
2.基于外校正数据校正天线阵元固定相位延迟;
3.基于干涉仪测向模型测向。
对于多阵元干涉仪测向系统,通常在步骤三基于校正后的数据及理论相位差,采用最小二乘法进行来波方向估计。为了简化流程,也有将步骤2与3并作一步,采用内校准后的含有阵元延迟的相位差数据集外校正时的造表数据(即内校正后的含有阵元延迟的相位差数据及相应的实际来波方向数据),采用最小二乘法进行来波方向估计。然而,这类方法通常不考虑接收通道之间可能存在的测量误差差异,也不考虑外校正时相位差数据的测量误差。
发明内容
本发明提供了一种干涉仪测向方法和装置,以至少部分解决上述问题。
第一方面,本发明提供了一种干涉仪测向方法,包括:利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值;对来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向。
在一些实施例中,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值,包括:利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,获得均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述信号的相位;根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据每个阵元的接收到所述信号的相位,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值。
在一些实施例中,利用均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收信号的相位差测量值为其中,为均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差测量值,λ为信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α′为所述信号的方位角,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差。
在一些实施例中,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值,包括:利用均匀圆阵干涉仪接收来波信号,获得均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述来波信号的相位;根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据每个阵元的接收到所述来波信号的相位,获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值。
在一些实施例中,利用均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收来波信号的相位差测量值为其中,为均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收来波信号的相位差测量值,λ为来波信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示所述均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α为来波信号的方位角,0≤α≤2π,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差。
在一些实施例中,对来波信号的相位差测量值与信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向,包括:根据公式获得来波信号的最佳方位角;其中,Φc(α)为来波信号的相位差测量值的矩阵表示,Φb(ζ)为信号的相位差测量值的矩阵表示,α为来波信号的方位角,ζ为所述来波方向已知的信号的方位角变量,为来波信号的最佳方位角,W[Φc(α)-Φb(ζ)]为相位差测量误差的协方差矩阵。
在一些实施例中,来波方向已知的信号为方位角处于范围[0,2π]内各个方向的信号。
在一些实施例中,均匀圆阵干涉仪包括N个呈圆形分布的阵元,N个阵元均匀分布在圆周上,N为正整数。
第二方面,本发明提供了一种干涉仪测向装置,包括:造表数据获取单元,用于利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;实测数据获取单元,用于利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值;来波方向计算单元,用于对来波信号的相位差测量值与信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向。
在一些实施例中,来波方向计算单元,用于根据公式获得所述来波信号的最佳方位角;其中,Φc(α)为所述来波信号的相位差测量值的矩阵表示,Φb(ζ)为所述信号的相位差测量值的矩阵表示,α为所述来波信号的方位角,ζ为所述来波方向已知的信号的方位角变量,为所述来波信号的最佳方位角,W[Φc(α)-Φb(ζ)]为相位差测量误差的协方差矩阵。
本发明通过接收来波方向已知的信号,采集每个阵元接收所述信号的相位差数据,为基于未知来波方向的实测相位差数据进行来波方向估计积累对照数据,提升测向精度,并且在采集来波方向已知的信号和来波方向未知的信号的相位差测量值时,考虑每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,为不同基线相位差赋予不同的权重,使获得的相位差数据的测量值能够区分干涉仪不同接收通道之间可能存在的测量误差差异,进一步提升测向精度。
附图说明
图1为本发明实施例示出的干涉仪测向方法的流程图;
图2为本发明实施例示出的均匀圆阵干涉仪示意图;
图3为本发明实施例示出的五阵元均匀圆阵的各基线相位差数据示意图;
图4为本发明实施例示出的分时测量情况下最小二乘法和广义最小二乘法的测向误差对比示意图;
图5为本发明实施例示出的同时测量情况下最小二乘法和广义最小二乘法的测向误差对比示意图;
图6为本发明实施例示出的干涉仪测向装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
以下,将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例,而并非意在限制本发明。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思,除非上下文另外明确指出。此外,在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义,除非另外定义。应注意,这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义,而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解,方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器,从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。
因此,本发明的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外,本发明的技术可以采取存储有指令的机器可读介质上的计算机程序产品的形式,该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本发明的上下文中,机器可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如,机器可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。机器可读介质的具体示例包括:磁存储装置,如磁带或硬盘(HDD);光存储装置,如光盘(CD-ROM);存储器,如随机存取存储器(RAM)或闪存;和/或有线/无线通信链路。
为了提升干涉仪测向系统的测向精度,本发明公开一种基于造表数据及广义最小二乘法的均匀圆阵干涉仪测向方法,同时考虑外校正造表及实测时各个接收通道相位差测量误差的差异,赋予不同基线相位差相应的权重,以进一步提升测向精度。
本发明提供一种干涉仪测向方法。
图1为本发明实施例示出的干涉仪测向方法的流程图,如图1所示,本实施例的方法包括:
S110,利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值。
本实施例通过接收来波方向已知的信号,采集每个阵元接收所述信号的相位差数据,为基于未知来波方向的实测相位差数据进行来波方向估计积累对照数据。
S120,利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值。
S130,对来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向。
本实施例通过接收来波方向已知的信号,采集每个阵元接收所述信号的相位差数据,为基于未知来波方向的实测相位差数据进行来波方向估计积累对照数据,提升测向精度,并且在采集来波方向已知的信号和来波方向未知的信号的相位差测量值时,考虑每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,为不同基线相位差赋予不同的权重,使获得的相位差数据的测量值能够区分干涉仪不同接收通道之间可能存在的测量误差差异,进一步提升测向精度。
下面结合图2-5对上述步骤S110-S130进行详细说明,为便于说明,首先说明均匀圆阵干涉仪的构建方法。
本实施例的均匀圆阵干涉仪包括N个呈圆形分布的阵元,N个阵元均匀分布在圆周上,N为正整数。
如图2所示,本实施例示出一种五阵元的均匀圆阵干涉仪,本实施例设定圆阵的中心位坐标系的圆心O,经过圆心O的两条相互垂直的水平直线和垂直直线分别为横轴x和纵轴y,设定来波矢量OP与y轴的夹角为方位角α。
参考图2,对于来波信号OP而言,第n个天线阵元接收到的信号相位为:
公式(1)中,r为圆阵半径,λ为信号波长,θ=2π/N。
公式(1)用矢量可以表示为:
δ(α)=(δ1(α),…,δN(α))T (2)
对应基线A1A2、……、AN-1AN、ANA1的相位差矢量可以表示为:
Φ(α)=CN,Sδ(α) (3)
公式(3)中,即对于基线AnAn+1,第n行第n列元素为1,第n行第n+1列元素为-1,其余元素为0。推导可得Φ(α)的分量
在均匀圆阵干涉仪构建完成后,可以执行步骤S110-S130。
首先,执行步骤S110,即利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值。
其中,来波方向已知的信号为方位角处于范围[0,2π]内各个方向的信号。
本实施例通过利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,获得均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到信号的相位;根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据每个阵元的接收到所述信号的相位,获得每个阵元接收到的信号的相位差测量值。
即利用所述均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差测量值为:
根据公式(1)可以得到,利用均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差为
其中,δn(α′)与分别为均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差和相位差测量值,λ为信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示所述均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α′为所述信号的方位角,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差,即εn表示第n个阵元的相位延迟,Δδbn表示造表环境下由通道噪声引起的第n个阵元的相位差测量误差,Δδbn符合均值为0方差为的分布。
公式(4)用矢量可以表示为:
公式(5)中,ε=[ε1,...,εN]T,Δδb=[Δδb1,...,ΔδbN]T。
在获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值之后,继续执行步骤S120,即利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值。
本实施例获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值的方法与获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值的方法类似。即本实施例利用均匀圆阵干涉仪接收来波信号,获得均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述来波信号的相位;根据均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据每个阵元的接收到来波信号的相位,获得每个阵元接收到的来波信号的相位差测量值。
即类似于公式(4),本实施例利用均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收来波信号的相位差测量值为:
公式(6)中,为均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述来波信号的相位差测量值,λ为来波信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α为所述来波信号的方位角,0≤α≤2π,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差,即εn表示第n个阵元的相位延迟,Δδcn表示实测环境中由通道噪声引起的第n个阵元的相位差测量误差,Δδcn符合均值为0方差为的分布。
本实施例涉及造表环境可以理解为利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号的过程,造表环境下,干涉仪接收来波信号的信噪比是确定的;而造表数据可以理解为利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,所采集的各个来波方向对应的相位差数据(相位差数据包括每个阵元接收来波方向已知信号的相位差和相位差测量值)。而实测环境可以理解为利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的信号的过程,实测环境下,干涉仪接收来波信号的信噪比是不确定的;实测数据可以理解为利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的信号,所采集的各个来波方向对应的相位差数据。
特别指出,由于造表环境与实测环境的不同,往往有且由于阵元增益特性的不一致,也可能存在这样,未知来波方向的实测相位差,即相位差测量值的矩阵表示为:
Φc(α)=CN,S[δ(α)+ε+Δδc],0≤α≤2π (7)
公式(7)中,Δδc=[Δδc1,...,ΔδcN]T。
在获得每个阵元接收到的来波信号的相位差数据的测量值之后,继续执行步骤S130,即对来波信号的相位差数据的测量值与信号的相位差数据的测量值进行广义最小二乘法处理,获得来波信号的来波方向。
在一个实施例中,根据下述公式获得所述来波信号的最佳方位角:
由公式(8)可以看到,造表法一方面消除了通道固定相位误差ε对来波方向估计的影响,另一方面引入了造表时的相位测量误差Δδb,能够有效衡量接收通道之间可能存在的测量误差差异,提升测向精度。
W为相位差测量误差的协方差矩阵,对照于传统的基于实测数据与理论模型的广义最小二乘法,W应由CN,S[Δδc-Δδb]的统计特性进行计算。考虑两种通常遇到的情况:第一种情况下造表与实测时,均采用两个处理通道分时测量N组相位差;第二种情况下造表与实测时,均采用N个处理通道同时测量N组相位差。
第一种情况下,测量误差协方差矩阵为:
第二种情况下,测量误差协方差矩阵为:
公式(10)中,以五阵元的均匀圆阵干涉仪为例,此时有:
根据不同情况,将公式(9)或公式(10)代入公式(8),即可求解
为详细说明本实施例干涉仪测向方法的有益效果,本发明通过下述实施例进行说明。
以五阵元的均匀圆阵为例,各通道在信噪比均为20dB的情况下进行造表。图3给出了一组1°~180°(步进1°)各基线的相位差数据,基于造表数据,对1°~180°(步进1°)范围内的实际来波进行测向,每个方向产生50个样本,此时阵元A1~A4接收信号信噪比约15dB,A5通道由于制造(或老化)因素接收信号信噪比约8dB。
图4给出了多通道分时测相位差情况下,基于传统的最小二乘法及本发明实施例提出的广义最小二乘法的各个样本的测向误差。图5给出了多通道同时测相位差情况下,基于传统的最小二乘法及本发明实施例提出的广义最小二乘法的各个样本的测向误差。
参考图4,基于传统的最小二乘法的测向误差标准差为0.7204°,基于广义最小二乘法的测向误差标准差为0.6063°。
参考图5中,基于传统的最小二乘法的测向误差标准差为0.6560°,基于广义最小二乘法的测向误差标准差为0.4359°。
如图4-5所示,可以得到,在分时与同时测向情况下,考虑加权矩阵W的广义最小二乘法均能取得更好的测向精度。
本发明还提供一种干涉仪测向装置。
图6为本发明实施例示出的干涉仪测向装置的结构框图,如图6所示,本实施例的装置包括:
造表数据获取单元61,用于利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;
实测数据获取单元62,用于利用所述均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值;
来波方向计算单元63,用于对所述来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得所述来波信号的来波方向。
在一个实施例中,造表数据获取单元61,用于利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,获得所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述信号的相位;根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据所述每个阵元的接收到所述信号的相位,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值。
在一个实施例中,实测数据获取单元62,用于利用均匀圆阵干涉仪接收所述来波信号,获得所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述来波信号的相位;根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据所述每个阵元的接收到所述来波信号的相位,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值。
在一个实施例中,来波方向计算单元63,用于根据公式获得所述来波信号的最佳方位角;其中,Φc(α)为所述来波信号的相位差测量值的矩阵表示,Φb(ζ)为所述信号的相位差测量值的矩阵表示,α为所述来波信号的方位角,ζ为所述来波方向已知的信号的方位角变量,为所述来波信号的最佳方位角,W[Φc(α)-Φb(ζ)]为相位差测量误差的协方差矩阵。
对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
本发明提供的干涉仪测向装置可以通过软件实现,也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例,本发明提供的干涉仪测向装置可包括处理器、存储有机器可执行指令的机器可读存储介质。处理器与机器可读存储介质可经由系统总线通信。并且,通过读取并执行机器可读存储介质中与干涉仪测向逻辑对应的机器可执行指令,处理器可执行上文描述的干涉仪测向方法。
本发明中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置,可以包含或存储信息,如可执行指令、数据,等等。例如,机器可读存储介质可以是:RAM(Radom Access Memory,随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等),或者类似的存储介质,或者它们的组合。
根据本发明公开的示例,本发明还提供了一种包括机器可执行指令的机器可读存储介质,机器可执行指令可由干涉仪测向装置中的处理器执行以实现上文描述的干涉仪测向方法。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案,在发明的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分,本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,在本发明的上述教导下,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白,上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种干涉仪测向方法,其特征在于,包括:
利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;
利用所述均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值;
对所述来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得所述来波信号的来波方向。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值,包括:
利用均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,获得所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述信号的相位;
根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据所述每个阵元的接收到所述信号的相位,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,利用所述均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差测量值为
其中,为所述均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述信号的相位差测量值,λ为信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示所述均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α′为所述信号的方位角,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值,包括:
利用均匀圆阵干涉仪接收所述来波信号,获得所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的接收到所述来波信号的相位;
根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,以及根据所述每个阵元的接收到所述来波信号的相位,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,利用所述均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述来波信号的相位差测量值为
其中,为所述均匀圆阵干涉仪第n个阵元接收所述来波信号的相位差测量值,λ为来波信号波长,r为圆阵半径,θ=2π/N,N为正整数,表示所述均匀圆阵干涉仪的阵元个数,n为个数变量,n=1,…,N,α为所述来波信号的方位角,0≤α≤2π,εn与Δδbn分别表示第n个阵元的相位延迟和相位差测量误差。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得所述来波信号的来波方向,包括:
根据公式获得所述来波信号的最佳方位角;
其中,Φc(α)为所述来波信号的相位差测量值的矩阵表示,Φb(ζ)为所述信号的相位差测量值的矩阵表示,α为所述来波信号的方位角,ζ为所述来波方向已知的信号的方位角变量,为所述来波信号的最佳方位角,W[Φc(α)-Φb(ζ)]为相位差测量误差的协方差矩阵。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述来波方向已知的信号为方位角处于范围[0,2π]内各个方向的信号。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述均匀圆阵干涉仪包括N个呈圆形分布的阵元,N个阵元均匀分布在圆周上,N为正整数。
9.一种干涉仪测向装置,其特征在于,包括:
造表数据获取单元,用于利用预先构建的均匀圆阵干涉仪接收来波方向已知的信号,根据所述均匀圆阵干涉仪每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述信号的相位差测量值;
实测数据获取单元,用于利用所述均匀圆阵干涉仪接收来波方向未知的来波信号,根据每个阵元的相位差测量误差和相位延迟,获得每个阵元接收到的所述来波信号的相位差测量值;
来波方向计算单元,用于对所述来波信号的相位差测量值与所述信号的相位差测量值进行广义最小二乘法处理,获得所述来波信号的来波方向。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,
所示来波方向计算单元,用于根据公式获得所述来波信号的最佳方位角;
其中,Φc(α)为所述来波信号的相位差测量值的矩阵表示,Φb(ζ)为所述信号的相位差测量值的矩阵表示,α为所述来波信号的方位角,ζ为所述来波方向已知的信号的方位角变量,为所述来波信号的最佳方位角,W[Φc(α)-Φb(ζ)]为相位差测量误差的协方差矩阵。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110907887A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-03-24 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 一种基于均匀圆阵的超分辨测向装置及处理系统 |
CN111679243A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-18 | 中电科仪器仪表有限公司 | 一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统 |
CN114415107A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-04-29 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 用于提高阵列测向精度的极化测量方法、系统及存储介质 |
CN114518558A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向方法 |
CN114609579A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-06-10 | 电子科技大学 | 一种散焦测向误差校正方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3946395A (en) * | 1974-04-17 | 1976-03-23 | Kirchhoff C Edward | Radio direction finding apparatus |
CN1156830A (zh) * | 1995-09-14 | 1997-08-13 | 株式会社扫佳 | 在测位干涉法中整数波相位的计算方法 |
JPH10170621A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Anritsu Corp | 電波方向探知装置 |
CN104122527A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-29 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法 |
CN104297718A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-21 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种干涉仪阵列综合校准方法 |
CN107144813A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-08 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种构建四阵元立体阵列的方法和装置 |
CN108375752A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-07 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 基于全角度搜索的幅相误差单辐射源测向方法 |
CA3059409A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Raytheon Company | Interferometric time delay of arrival |
-
2019
- 2019-02-27 CN CN201910144985.8A patent/CN109814063A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3946395A (en) * | 1974-04-17 | 1976-03-23 | Kirchhoff C Edward | Radio direction finding apparatus |
CN1156830A (zh) * | 1995-09-14 | 1997-08-13 | 株式会社扫佳 | 在测位干涉法中整数波相位的计算方法 |
JPH10170621A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Anritsu Corp | 電波方向探知装置 |
CN104122527A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-29 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于查表法的圆阵相位干涉仪宽带瞬时测向方法 |
CN104297718A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-21 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种干涉仪阵列综合校准方法 |
CA3059409A1 (en) * | 2017-04-20 | 2018-10-25 | Raytheon Company | Interferometric time delay of arrival |
CN107144813A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-09-08 | 中国电子科技集团公司第三十六研究所 | 一种构建四阵元立体阵列的方法和装置 |
CN108375752A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-08-07 | 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 | 基于全角度搜索的幅相误差单辐射源测向方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
刘永坚 等: "《现代电子战支援侦察系统分析与设计》", 31 December 2016 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110907887A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-03-24 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 一种基于均匀圆阵的超分辨测向装置及处理系统 |
CN110907887B (zh) * | 2019-10-21 | 2021-02-23 | 成都大公博创信息技术有限公司 | 一种基于均匀圆阵的超分辨测向处理系统 |
CN111679243A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-18 | 中电科仪器仪表有限公司 | 一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统 |
CN111679243B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-04-07 | 中电科思仪科技股份有限公司 | 一种基于滑动区间的单通道相关干涉仪测向方法及系统 |
CN114518558A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-20 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向方法 |
CN114518558B (zh) * | 2022-01-18 | 2024-05-14 | 中国人民解放军国防科技大学 | 基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向方法 |
CN114609579A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-06-10 | 电子科技大学 | 一种散焦测向误差校正方法 |
CN114609579B (zh) * | 2022-03-23 | 2023-05-12 | 电子科技大学 | 一种散焦测向误差校正方法 |
CN114415107A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-04-29 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 用于提高阵列测向精度的极化测量方法、系统及存储介质 |
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