CN112098927A - 一种基于信号合成的多信道测向方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于信号合成的多信道测向方法。本发明在360°范围内，同步完整地形成了单一的8比特方位码，与雷达的真实到达角相对应，实现了全向高分辨力，高精度瞬时测向。能够做到粗精测向同步完成，且不需要时钟，在收到一个脉冲时，仅需几十毫微秒就能给出完整的方位码。且方法独特，逻辑简单，精粗测向并行处理，不需要外部提供时钟，不占用外部计算机资源和复杂的幅度比值计算。

Description

一种基于信号合成的多信道测向方法
技术领域
本发明属于雷达辐射源的测向技术领域，具体涉及一种基于信号合成的多信道测向方法。
背景技术
在工程上，传统多信道测向的实现方法要分好几个步骤处理才能实现测向。首先是进行粗测向处理求出象限内区域码，再对象限内各相邻两通道收到的信号进行幅度A/D转换与处理，而转换要在时钟控制下，经过若干个时钟周期才能完成，实时性差，时钟的引入对测向的视频处理也会带来一定的干扰。因每个通道都要幅度A/D转换与处理，通道越多成本越高，处理越复杂。在窄脉冲时，可能还需要增加保幅展宽器件，并带来新的误差源。大多数精测向方案还需要专门的计算机和相应的软件支持，占用资源多，费时长且复杂。
针对上述传统测向方法，现有技术先通过选大法，确定射频信号到达区域，再利用多路A/D转换(现有器件转换时间为零点几微秒以上)，再在信号处理电路进行幅度比较得到方位值(计算时间为几微秒至十微秒以上)。处理时间长，实质上属于串行处理架构，因此从收到射频脉冲到输出方位值所需时间大约在2.5-10μs以上，其缺点是显而易见的。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于信号合成的多信道测向方法解决了现有测向方法占用资源多，费时长且复杂的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于信号合成的多信道测向方法，包括以下步骤：
S1、将相同天线S1、S2、…，Sn在360°方位角上均匀布阵；
S2、将S1-S3、S5-S7、…、Sn-3-Sn-1作为正弦信号；
S3、将S2-S4、S6-S8、…、Sn-2-Sn作为余弦信号；
S4、将正弦信号和余弦信号进行相位分层处理和编码得到6比特精准方位码；
S5、通过波束运算处理可得到另二组正弦信号和余弦信号，同步处理并编码后得到2比特粗测方位码；
S6、将6比特精准方位码和2比特粗测方位结合形成单一的8比特方位码。
进一步地：所述n的取值为16
进一步地：所述步骤S5的具体步骤为：通过波束运算处理正弦信号和余弦信号，分别形成周期为2的同步通道和周期为1的同步通道，将周期为2的同步通道和周期为1的同步通道经过同步处理得到2比特粗测方位码。
进一步地：所述步骤S4中的正弦信号和余弦信号采用相位分层网络进行相位分层处理。
进一步地：所述相位分层网络包括电阻Ri，i＝1,2,3…32；
当i＝1时，所述电阻Ri的一端与正弦信号p0连接，所述电阻Ri的另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；
当1<i<32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；
当i＝32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端输出细分后的第i个信号Pi；
所述电阻R16、电阻R17和电容C16均与余弦信号连接。
本发明的有益效果为：本发明在360°范围内，同步完整地形成了单一的8比特方位码，与雷达的真实到达角相对应，实现了全向高分辨力，高精度瞬时测向。能够做到粗精测向同步完成，且不需要时钟，在收到一个脉冲时，仅需几十毫微秒就能给出完整的方位码。且方法独特，逻辑简单，精粗测向并行处理，不需要外部提供时钟，不占用外部计算机资源和复杂的幅度比值计算。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明实施例中信号的处理示意图；
图3为相位分层网络的电路图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，一种基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、如图2(a)所示，将相同天线S1、S2、…，Sn在360°方位角上均匀布阵；所述n的取值为16。
S2、将S1-S3、S5-S7、…、Sn-3-Sn-1作为正弦信号，于是就得到了完整的包含方位信息的若干个周期的正弦信号，如图2(b)所示；
S3、将S2-S4、S6-S8、…、Sn-2-Sn作为余弦信号；
S4、将正弦信号和余弦信号进行相位分层处理和编码得到6比特精准方位码；正弦信号和余弦信号采用相位分层网络进行相位分层处理。如图3所示，所述相位分层网络包括电阻Ri，i＝1,2,3…32；
当i＝1时，所述电阻Ri的一端与正弦信号p0连接，所述电阻Ri的另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；
当1<i<32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；P1信号在相位上延迟p0信号5.625°，P2信号在相位上延迟p0信号2×5.625°，以此类推。
当i＝32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端输出细分后的第i个信号Pi。p32信号为负的p0信号。
所述电阻R16、电阻R17和电容C16均与余弦信号连接。
p0信号、P1信号、p2信号、…、p31信号，共32个信号，把360度区间分成64份，形成6比特相位分层量化，提高了测向精度。
S5、通过波束运算处理可得到另二组正弦信号和余弦信号，同步处理并编码后得到2比特粗测方位码；具体步骤为：通过波束运算处理正弦信号和余弦信号，分别形成周期为2的同步通道和周期为1的同步通道，如图2(c)和图2(d)所示，将周期为2的同步通道和周期为1的同步通道经过同步处理得到2比特粗测方位码。
S6、将6比特精准方位码和2比特粗测方位结合形成单一的8比特方位码。
多信道测向系统由天线、信号合成组件、加权分层网络与量化器、编码校码逻辑、校正及驱动电路等部分组成，当系统从某方向收到雷达信号时，经射频放大、检波及视放得到幅度信息，在信号合成组件中进行组合比较，形成包含方位信息的视频信号，再加权量化与编码后得到一组方位码，从而实现实时数字化测向。从收到射频脉冲到输出方位值所需时间优于0.1μs，所需时间与现有技术相比缩短25倍以上。真正实现了瞬时测向，为后续信号分选与识别赢得了宝贵时间。
实际上对于16信道全方位覆盖，M Bit方位码输出，系统的方位分辨力为：
Figure BDA0002639899530000051
将ΔB＝360°，M＝8Bit代入上式，则得到多信道测向系统的分辨力δb＝1.4°。由此可见，本发明具有很高的测向分辨力，可以高精度测向。通过独特的波束组合，精粗测向并行处理，同步完成，在收到一个雷达脉冲信号的情况下，仅需几十毫微秒(优于0.1μs)就能实现瞬时测向，与现有方法相比,大大缩短了测向时间,即不需要外部提供时钟，也不占用系统计算资源，简化了系统设计，具有很好的应用前景。

Claims (5)

1.一种基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将相同天线S1、S2、…，Sn在360°方位角上均匀布阵；
S2、将S1-S3、S5-S7、…、Sn-3-Sn-1作为正弦信号；
S3、将S2-S4、S6-S8、…、Sn-2-Sn作为余弦信号；
S4、将正弦信号和余弦信号进行相位分层处理和编码得到6比特精准方位码；
S5、通过波束运算处理可得到另二组正弦信号和余弦信号，同步处理并编码后得到2比特粗测方位码；
S6、将6比特精准方位码和2比特粗测方位结合形成单一的8比特方位码。
2.根据权利要求1所述的基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，所述n的取值为16。
3.根据权利要求1所述的基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，所述步骤S5的具体步骤为：通过波束运算处理正弦信号和余弦信号，分别形成周期为2的同步通道和周期为1的同步通道，将周期为2的同步通道和周期为1的同步通道经过同步处理得到2比特粗测方位码。
4.根据权利要求1所述的基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，所述步骤S4中的正弦信号和余弦信号采用相位分层网络进行相位分层处理。
5.根据权利要求4所述的基于信号合成的多信道测向方法，其特征在于，所述相位分层网络包括电阻Ri，i＝1,2,3…32；
当i＝1时，所述电阻Ri的一端与正弦信号p0连接，所述电阻Ri的另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；
当1<i<32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端分别与电阻Ri+1和电容Ci的一端连接，所述电容Ci的另一端输出细分后的第i个信号Pi；
当i＝32时，所述电阻Ri的一端分别与电阻Ri-1和电容Ci-1连接，另一端输出细分后的第i个信号Pi；
所述电阻R16、电阻R17和电容C16均与余弦信号连接。
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