CN109856605B - 一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的设计一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法。对于采用采用数字多波束形成的方式进行数字波束形成的相控阵雷达，利用对数字多波束形成相邻波位测角误差曲线进行二次曲线拟合，记录相关二次曲线系数，根据计算偏移改变中心波束指向角的相位偏移值，将相邻波束中间点尽可能多的指向于被测向目标。
Description
技术领域
本技术发明属于雷达被动探测应用技术领域。
背景技术
相控阵被动探测系统的一项重要任务是要实现对目标的精确测向，在不同的目标环境与技术体制下，被动探测系统有着不同的测向方法，主要包括单波束扫描测向、多波束比幅测向、比相-比幅结合测向、多普勒估计以及空间谱估计等测向方法。
数字多波束比幅测向方法是利用单脉冲测向技术，通过提取信号幅度或相位信息，比较两个或多个同时产生的天线波束的接收信号，估计出目标信号的到达角。测向目标一般为单一目标，差值测向方式一般有查表法和曲线拟合方法，常见的曲线拟合方式有一次、二次或更高次幂的曲线拟合方式，次幂越高所对应的算法复杂度更高。在进行多目标测向时，需进行多波束的同时覆盖或采用波束分时扫描的方式工作完成目标测向，通常数字多波束测向时，由于目标来波方向未知，多目标测向时不能实现同时所有目标具有最小的测向误差。
本技术发明通过估计最小测向误差对数字多波束形成波束中心指向进行修正，实现对多目标高精度测向。
发明内容
本发明针对提高数字相控阵雷达被动多目标信号测向精度与数据处理速度问题，提出了一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法。对于采用同时数字多波束形成的方式进行数字波束形成的相控阵雷达，利用对数字多波束形成相邻波位测角误差曲线进行二次曲线拟合，记录相关二次曲线系数，根据计算偏移改变中心波束指向角的相位偏移值，将相邻波束中间点尽可能多的指向于被测向目标。本发明提出的同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法具体包括如下步骤：
s1.将同时多波束形成中心波束天线方向设置为方位0值，利用同时数字多波束形成进行目标探测粗引导，此时相位中心偏移为0，寻找目标所在波束；
s2.根据相邻波束比幅测角完成多目标测角，假设实现测角目标数为n；
s3.根据最小测角误差计算实现对所有目标测角误差最小的相位偏移值θ；
s4.利用s3求得的相位偏移值θ重新进行同时数字波束形成，并循环重复步骤s2、s3和该步骤。
本发明的有益效果是：在相控阵体制下对多目标进行搜索测向时，可以在保证测角精度的前提下减小对多个目标搜索测向的测角均方根误差值。
下面结合附图对本发明进行说明。
附图说明
图1：同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法流程图。
具体实施方式
本发明方法流程图如图1所示，包括如下步骤：
s1.将同时数字多波束形成中心波束天线方向设置为方位0值，利用同时数字多波束形成进行目标探测粗引导，此时相位中心偏移为
寻找目标所在波束；
s2.根据相邻波束比幅测角完成多目标测角，假设实现测角目标数为n，粗测方位值分别为θ1,θ2,...,θn；
s3.根据天线暗室求得测角误差二次拟合曲线为中心天线测角误差拟合曲线为εi＝ai(θ-θci)2+bi，查找存储二次曲线拟合表得出ai、bi；求解出同时多波束形成中心波束偏移角为△θ，公式如下：
根据同时多波束形成原理计算出中心波束指向偏移角度△θ时的阵内相位差
值，则最后的阵内相位差
s4.利用s3求得的相位偏移值
重新进行同时数字波束形成，并循环重复步骤s2、s3和该步骤。
步骤s2相邻波束比幅测角完成多目标测角方法具体如下：
s2a：根据波束粗引导寻找幅度值最大的两个波束，如果查找成功，则跳转步骤s2b，失败则直接将幅度最大值波束方位中心值作为目标方位值保存；
s2b：计算两波束幅度差值大小vd，两相邻波束相交位置方位角为θci，并通过查找天线暗室测得的两波束天线方向图数据幅度差值表差值
取满足
的θi作为第i个目标的方向值。
Claims (2)
1.一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法，其特征在于：
s1：将同时数字多波束形成中心波束天线方向设置为方位0值，利用同时数字多波束形成进行目标探测粗引导，此时相位中心偏移为
寻找目标所在波束；
s2：根据相邻波束比幅测角完成多目标测角，假设实现测角目标数为n，粗测方位值分别为θ1,θ2,...,θn；
s3：根据天线暗室求得测角误差二次拟合曲线为中心天线测角误差拟合曲线为εi＝ai(θi-θci)2+bi，查找存储二次曲线拟合表得出ai、bi，其中θci两相邻波束相交位置方位角；求解出同时多波束形成中心波束偏移角为△θ，公式如下：
根据同时多波束形成原理计算出中心波束偏移角△θ时的阵内相位差
值，则最后的阵内相位偏移值
s4：利用s3求得的相位偏移值
重新进行同时数字波束形成，并循环重复步骤s2、s3和该步骤。
2.根据权利要求1中所述的一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法，其特征在于：所述步骤s2中：
s2a：根据波束粗引导寻找幅度值最大的两个波束，如果查找成功，则跳转步骤s2b，失败则直接将幅度最大值波束方位中心值作为目标方位值保存；
s2b：计算两波束幅度差值大小vd，并通过查找天线暗室测得的两波束天线方向图数据幅度差值表差值vθi，取满足min(vθi-vd)2的θi作为第i个目标的方向值。
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