CN114236465A - 一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 - Google Patents
一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114236465A CN114236465A CN202111412862.1A CN202111412862A CN114236465A CN 114236465 A CN114236465 A CN 114236465A CN 202111412862 A CN202111412862 A CN 202111412862A CN 114236465 A CN114236465 A CN 114236465A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- finding
- area
- incident
- signal
- azimuth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 23
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/28—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics
- G01S3/32—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics derived from different combinations of signals from separate antennas, e.g. comparing sum with difference
- G01S3/36—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using amplitude comparison of signals derived simultaneously from receiving antennas or antenna systems having differently-oriented directivity characteristics derived from different combinations of signals from separate antennas, e.g. comparing sum with difference the separate antennas having differently-oriented directivity characteristics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/38—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置，所述方法包括：利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，设定粗测向区、精测向区判定条件；计算不同频率点测向波束与匿影波束功率差值，设定测向区判定条件；采集电磁信号并放大滤波后获得同一时刻测向天线及匿影天线接收信号的频率、功率；根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若是，则计算信号入射方向；若不是，则对方位/俯仰空域进行搜索，使得入射信号从装置测向区进入；本发明的优点在于：具备对方位维和俯仰维同时测向的能力，测向精度较高以及测向灵敏度较高。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理无源探测技术领域，更具体涉及一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置。
背景技术
无源探测技术是一种无需主动发射能量(例如电磁波、声波等)，通过接收采集辐射源发出的能量信息，实现对目标辐射源参数(例如频率、来波方向等)估计的技术。因为不需要主动发射能量，无源探测系统具有隐蔽性高、安全性能好等优势。
为实现对辐射源的来波方向估计，一般有比幅测向法、干涉仪测向法、比幅比相测向法、谱估计方法、时差测向法等。相比于基于相位、时差信息的测向系统，比幅测向系统构成较为简单，性能稳定，在无源探测领域广泛使用。
传统的比幅测向系统一般为一维测向系统，例如中国专利公开号CN112858994A公开的一种基于均匀圆阵的比幅测向方法，中国专利授权公告号CN105510873B公开的一种比幅测向体制的S模式应答系统及信号处理方法，均不具备对方位维和俯仰维同时测向的能力，且与测向维度垂直维度上的覆盖范围受垂直维度波束宽度影响，导致测向精度存在差异。
对于比幅测向系统，当信号从测向波束副瓣进入时，仅从幅度差参数上无法区分是否由测向区域进入，造成系统错误测向。当信号从测向波束顶点附近入射时，因为波束顶部增益随入射角度变化较为平缓，易受系统噪声影响，或者相邻波束可能进入副瓣区域，因此可能导致比幅测向装置测向误差偏大；当入射信号在测向波束交叉零点附近，处于精测区，测向精度最高。
实现比幅测向功能至少需要两个交叉波束主瓣侦收到同一入射信号。对于波束顶点附近入射的信号，此时正对波束增益最大，相邻波束增益较低，可能导致正对波束接收通道功率饱和或者相邻波束通道功率达不到侦察灵敏度，因此比幅测向灵敏度一般都低于侦察灵敏度。
综上所述，现有技术比幅测向方法存在三个问题：(1)不具备对方位维和俯仰维同时测向的能力；(2)测向精度较低；(3)测向灵敏度不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术比幅测向方法存在不具备对方位维和俯仰维同时测向的能力，测向精度较低以及测向灵敏度不高的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种搜索式二维高精度比幅测向方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一：根据方位/俯仰测向波束方向图，利用精测向区数据计算不同频率点测向波束功率差值与入射角度关系，利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，设定粗测向区、精测向区判定条件；
步骤二：根据测向波束方向图和匿影波束方向图，计算不同频率点测向波束与匿影波束功率差值，设定测向区判定条件；
步骤三：采集电磁信号并放大滤波后获得同一时刻测向天线及匿影天线接收信号的频率、功率；
步骤四：对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号的功率差值大小，根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若是，则进入步骤五计算信号入射方向；若不是，则对方位/俯仰空域进行搜索，使得入射信号从装置测向区进入；
步骤五：若已判断入射信号处于系统测向区，计算功率差值对应入射角，并根据粗测向区、精测向区判定条件判断入射信号是否处于精测向区，若是，则给出精测标识；若不是，则判断入射信号处于粗测向区，给出粗测标识，根据计算的入射角调整方位/俯仰方向角度，使得精测区对准入射信号。
本发明只要获取方位测向波束以及对应的方位匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对方位维测向，只要获取俯仰测向波束以及对应的俯仰匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对俯仰维测向，具备对方位维和俯仰维同时测向的能力；利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，计算出功率差值以后即可得出入射角度，测向精度高，利用精测向区实现对入射信号角度的高精度测量，提高系统比幅测向精度与测向灵敏度。
进一步地，所述步骤一包括：
在频点fn有测向波束A与测向波束B，计算测向波束A顶点与测向波束B顶点角度之间交叉波束功率差值ΔPn，利用最小二乘一次拟合，得到角度与功率差值线性函数
θn＝kn·ΔPn+bn
其中θn为角度，kn为斜率，ΔPn为功率差值，bn为拟合直线与θn轴交点；
建立存储表文件，以频率fn为地址索引，存储kn与bn；
以功率差值ΔPn为粗测向区、精测向区判定条件，功率差值超过功率差值ΔPn判定为粗测向区，低于功率差值ΔPn判定为精测向区，以频率fn为地址索引，存储对应的ΔPn。
更进一步地，所述步骤二包括：
对于频率点fn有测向波束A、测向波束B和匿影波束，测向波束A、B与匿影波束的功率差值分别为ΔPA、ΔPB，若满足ΔPA≤0、ΔPB≤0，则判定入射信号从测向波束副瓣进入，不进行测向；
若ΔPA>0，则判定入射信号从测向波束A主瓣方向进入；
若ΔPB>0，则判定入射信号从测向波束B主瓣方向进入；
位于测向区的入射信号是从测向波束A方向图顶点与测向波束B方向图顶点之间区域的入射信号，测向波束A与测向波束B的功率差值ΔPAB满足
ΔPABmin≤ΔPAB≤ΔPABmax
其中ΔPABmax为入射信号从测向波束A方向图顶点波束入射时测向波束A与测向波束B的接收信号的功率差值，ΔPABmin为入射信号从测向波束B方向图顶点波束入射时测向波束A与测向波束B的接收信号的功率差值。
更进一步地，所述步骤四包括：
对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号的功率差值大小，根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若不是，根据测向区判定条件判断信号是否从测向波束A或测向波束B主瓣方向进入，若满足从主瓣入射条件，则以第一间隔步进调整方位/俯仰伺服转台使得信号从测向波束A、测向波数B之间进入；
若信号不是从测向波束A或测向波束B主瓣方向进入，则判定信号从测向波束副瓣进入，采用匿影波束对从测向波束副瓣进入的信号进行匿影，以第二间隔步进调整方位/俯仰伺服转台进行方位/俯仰区域搜索，其中，第一间隔步进小于第二间隔步进。
更进一步地，所述步骤五包括：若已判断入射信号处于系统测向区，根据接收信号频率fn查找线性拟合参数kn与bn以及测向天线与匿影天线接收频率fn的信号的功率差值，计算信号入射角，入射角包括俯仰角和方位角。
本发明还提供采用上述搜索式二维高精度比幅测向方法的装置，所述装置包括：
方位测向天线阵列，用于形成方位测向波束，对入射信号进行侦收，对方位角进行测量；
方位匿影天线阵列，用于形成方位匿影波束，对入射信号进行侦收，对方位维非测向区入射信号进行匿影；
俯仰测向天线阵列，用于形成俯仰测向波束，对入射信号进行侦收，对俯仰角进行测量；
俯仰匿影天线阵列，用于形成俯仰匿影波束，对入射信号进行侦收，对俯仰非测向区入射信号进行匿影；
微波模块，用于对各天线阵列接收的信号进行放大滤波；
测向接收机，用于对微波模块的信号采集，测量信号频率、功率，计算信号入射方向，控制方位伺服转台和俯仰伺服转台；
方位伺服转台，用于实现装置方位转向；
俯仰伺服转台，用于实现装置俯仰转向；
电源，用于电压转换，给微波模块、测向接收机、方位伺服转台、俯仰伺服转台供电。
本发明的优点在于：
(1)本发明只要获取方位测向波束以及对应的方位匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对方位维测向，只要获取俯仰测向波束以及对应的俯仰匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对俯仰维测向，具备对方位维和俯仰维同时测向的能力；利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，计算出功率差值以后即可得出入射角度，测向精度高，利用精测向区实现对入射信号角度的高精度测量，提高系统比幅测向精度与测向灵敏度。
(2)本发明以精测向区功率差数据与角度数据进行最小二乘拟合，进一步提升系统比幅测向精度和测向灵敏度。
(3)本发明当信号主瓣从测向波束副瓣入射时，采用匿影波束对从测向波束副瓣进入的信号进行匿影，匿影波束增益高于测向波束的副瓣增益，通过对比匿影波束和测向波束接收的信号功率大小，判断信号是否从副瓣区域进入，防止对副瓣入射信号错误测向。
(4)本发明利用方位伺服转台以及俯仰伺服转台实现精测向区对准入射信号，完成指定区域方位/俯仰区域搜索测向。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的采用搜索式二维高精度比幅测向方法的装置组成框图；
图2为本发明实施例所公开的一种搜索式二维高精度比幅测向方法中比幅测向区域示意图；
图3为本发明实施例所公开的一种搜索式二维高精度比幅测向方法中一个两波束比幅测向具体实施案例方向图数据；
图4为本发明实施例所公开的一种搜索式二维高精度比幅测向方法中最小二乘拟合示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
一种搜索式二维高精度比幅测向方法，在一个实施例中，方法步骤如下：
步骤一：根据方位/俯仰测向波束方向图，利用精测向区数据计算不同频率点测向波束功率差值与入射角度关系，利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，设定粗测向区、精测向区判定条件。以图2所示两测向波束比幅测向为例，图2中，A表示测向波束A，B表示测向波束B，C表示匿影波束，d表示粗测向区、e表示精测向区，f表示测向区，在频率点fn有测向波束A与测向波束B，以图3所示为例，计算波束A顶点与波束B顶点角度之间交叉波束功率差值，利用最小二乘一次拟合，得到角度与功率差值线性函数
θn＝kn·ΔPn+bn
其中θn为角度，kn为斜率，ΔPn为功率差值，bn为拟合直线与θn轴交点；
建立存储表文件，以频率fn为地址索引，存储kn与bn；
以功率差值ΔPn为粗测向区、精测向区判定条件，功率差值超过功率差值ΔPn判定为粗测向区，低于功率差值ΔPn判定为精测向区，以频率fn为地址索引，存储对应的ΔPn。
步骤二：根据测向波束方向图和匿影波束方向图，计算不同频率点测向波束与匿影波束功率差值，设定测向区判定条件。以图2所示测向波束与匿影波束为例，对于频率点fn有测向波束A、B和匿影波束C，有测向波束A、B与匿影波束C的功率差值ΔPA、ΔPB，若满足ΔPA≤0、ΔPB≤0，则判定信号从测向波束副瓣进入，不进行测向。
若ΔPA>0，则判定信号从测向波束A主瓣方向进入。
若ΔPB>0，则判定信号从测向波束B主瓣方向进入。
对于从测向波束A方向图顶点与测向波束B方向图顶点之间区域的入射信号，波束A与波束B功率差值ΔPAB满足
ΔPABmin≤ΔPAB≤ΔPABmax
其中ΔPABmax对应信号从波束A方向图顶点波束入射时波束A与波束B接收信号功率差值，ΔPABmin对应信号从波束B方向图顶点波束入射时波束A与波束B接收信号功率差值。此时入射信号位于测向区f，根据步骤一进而判断是属于粗测区d还是精测区e。
步骤三：采集电磁信号并放大滤波后获得同一时刻测向天线及匿影天线接收信号的频率、功率。
步骤四：对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号的功率差值大小，根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若是，则进入步骤五计算信号入射方向；若不是，则对方位/俯仰空域进行搜索，使得入射信号从装置测向区进入。具体的：对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号功率大小，根据步骤二判断入射信号是否从测向区进入，若是则转入步骤五进行方位/俯仰测向；
若不是从测向区进入，根据步骤二判断信号是否从波束A或波束B主瓣方向进入，若满足从主瓣入射条件，则以小间隔步进调整方位/俯仰伺服转台8使得信号从波束A、B之间进入；
若不满足上述判断条件，则判定信号从测向波束副瓣进入，以大间隔步进调整方位/俯仰伺服转台8进行方位/俯仰区域搜索；
步骤五：若已判断入射信号处于系统测向区，计算功率差值对应入射角，并根据粗测向区、精测向区判定条件判断入射信号是否处于精测向区，若是，则给出精测标识；若不是，则判断入射信号处于粗测向区，给出粗测标识，根据计算的入射角调整方位/俯仰方向角度，使得精测区对准入射信号。具体的：若已判断入射信号处于系统测向区，根据接收信号频率fn查找线性拟合参数kn与bn，计算信号入射方位/俯仰角。对比测向天线接收同一频点信号功率差值，根据步骤一判断入射信号是否处于测向精测区，若处于精测区，给出精测标识；若不是，则判断入射信号处于粗测区，给出粗测标识，根据粗测估计角度计算方位/俯仰伺服转台8调整角度，并调整方位/俯仰伺服转台8使得精测区对准入射信号。
需要说明的是，本发明上述方法中没有对测向波束和匿影波束进行明确划分，测向波束包括方位测向波束和俯仰测向波束，匿影波束包括方位匿影波束和俯仰匿影波束，方位测向波束与方位匿影波束对应，获取方位测向波束以及对应的方位匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的上述方法即可对方位维测向，俯仰测向波束与俯仰匿影波束对应，获取俯仰测向波束以及对应的俯仰匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的上述方法即可对俯仰维测向。
本发明还提供一种采用搜索式二维高精度比幅测向方法的装置，如图1所示，所述装置包括：
方位测向天线阵列1：用于形成方位测向波束，对入射信号进行侦收，对方位角进行测量；
方位匿影天线阵列2：用于形成方位匿影波束，对入射信号进行侦收，对方位维非测向区入射信号进行匿影；
俯仰测向天线阵列3：用于形成俯仰测向波束，对入射信号进行侦收，对俯仰角进行测量；
俯仰匿影天线阵列4：用于形成俯仰匿影波束，对入射信号进行侦收，对俯仰非测向区入射信号进行匿影；
微波模块5：用于对天线接收的信号进行放大滤波等；
测向接收机6：用于对接收的信号采集，测量信号频率、功率，计算信号入射方向，控制方位/俯仰伺服转台8；
方位伺服转台7：用于实现装置方位转向；
俯仰伺服转台8：用于实现装置俯仰转向；
电源9：用于电压转换，给微波模块5、测向接收机6、方位伺服转台7、俯仰伺服转台8供电。
在一个具体实施例中，本发明的装置方位、俯仰都采用两测向波束进行测向，以方位面为例，如图3所示为测向波束A、B与匿影波束方向图，波束A顶点位于-10°，波束B顶点为10°，波束A、B交点为0°，波束增益PA(-10°)＝PB(10°)＝25dBi；匿影波束为全向波束，增益为-5dBi，此外方向图数据有PA(5°)＝PB(-5°)＝11.47dBi，PA(10°)＝PB(-10°)＝3.00dBi。图3中X表示X轴，Y表示Y轴且X轴为角度，Y轴为增益。
对于常规比幅测向系统，系统误差校正后，计算角度[-10°,10°]区间波束A、B功率差，采用线性插值法查找预建立的表格获取对应方位角，此种方法需要存储不同频点不同角度的功率差值，存储数据量巨大；若采用[-10°,10°]区间全部功率差值与角度数据进行最小二乘拟合，如图4所示，各频率点只需记录拟合参数k和b值，存储数据量大大降低，但是在波束顶点附近因方向图平缓导致线性度较差，所以测向精度不高。
本发明记[-10°,10°]为测向区，其中[-10°,-5°)与(5°,10°]区间为粗测区，[-5°，5°]区间为精测区，以[-5°，5°]区间功率差数据与角度数据进行最小二乘拟合，如图4所示，对比用测向区全部数据最小二乘拟合方式，在粗测区本方式测向精度有所降低，但精测区测向精度更高，系统测向精度由精测区提供，粗测区角度用于判断伺服转台转动角度，确保入射信号进入精测区。以图4数据说明，采用测向区全部数据拟合，对于[-5°，5°]区间拟合误差均方根为0.40°，采用精测区数据拟合，对于[-5°，5°]区间拟合误差均方根为0.06°，拟合均方根误差提高0.34°。
如图3所示，[-10°,10°]区间为测向区，为保证正常比幅测向功能，需要波束A、B同时侦收到信号，测向灵敏度受波束增益PA(10°)＝PB(-10°)＝3.00dBi制约。本发明精测区波束A、B增益最低为PA(-5°)＝PB(5°)＝11.47dBi，相比于常规方式，测向灵敏度最大可提高8.47dBi。
如图3所示，对于常规方式，当信号主瓣从测向波束副瓣入射时，由功率差数据会得到错误的角度。本发明采用匿影波束对从测向波束副瓣进入的信号进行匿影，匿影波束增益高于测向波束的副瓣增益，通过对比匿影波束和测向波束接收的信号功率大小，判断信号是否从副瓣区域进入，防止对副瓣入射信号错误测向。
通过以上技术方案，本发明只要获取方位测向波束以及对应的方位匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对方位维测向，只要获取俯仰测向波束以及对应的俯仰匿影波束以及相关频率和功率采用本发明提供的方法即可对俯仰维测向，具备对方位维和俯仰维同时测向的能力；利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，计算出功率差值以后即可得出入射角度，测向精度高，利用精测向区实现对入射信号角度的高精度测量，提高系统比幅测向精度与测向灵敏度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种搜索式二维高精度比幅测向方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：根据方位/俯仰测向波束方向图，利用精测向区数据计算不同频率点测向波束功率差值与入射角度关系，利用最小二乘拟合，得到入射角度与功率差值线性函数，设定粗测向区、精测向区判定条件；
步骤二：根据测向波束方向图和匿影波束方向图，计算不同频率点测向波束与匿影波束功率差值，设定测向区判定条件；
步骤三：采集电磁信号并放大滤波后获得同一时刻测向天线及匿影天线接收信号的频率、功率；
步骤四：对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号的功率差值大小，根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若是，则进入步骤五计算信号入射方向；若不是，则对方位/俯仰空域进行搜索，使得入射信号从装置测向区进入；
步骤五：若已判断入射信号处于系统测向区，计算功率差值对应入射角，并根据粗测向区、精测向区判定条件判断入射信号是否处于精测向区，若是，则给出精测标识；若不是，则判断入射信号处于粗测向区，给出粗测标识，根据计算的入射角调整方位/俯仰方向角度，使得精测区对准入射信号。
2.根据权利要求1所述的一种搜索式二维高精度比幅测向方法，其特征在于，所述步骤一包括：
在频点fn有测向波束A与测向波束B，计算测向波束A顶点与测向波束B顶点角度之间交叉波束功率差值ΔPn，利用最小二乘一次拟合，得到角度与功率差值线性函数
θn＝kn·ΔPn+bn
其中θn为角度，kn为斜率，ΔPn为功率差值，bn为拟合直线与θn轴交点；
建立存储表文件，以频率fn为地址索引，存储kn与bn；
以功率差值ΔPn为粗测向区、精测向区判定条件，功率差值超过功率差值ΔPn判定为粗测向区，低于功率差值ΔPn判定为精测向区，以频率fn为地址索引，存储对应的ΔPn。
3.根据权利要求2所述的一种搜索式二维高精度比幅测向方法，其特征在于，所述步骤二包括：
对于频率点fn有测向波束A、测向波束B和匿影波束，测向波束A、B与匿影波束的功率差值分别为ΔPA、ΔPB，若满足ΔPA≤0、ΔPB≤0，则判定入射信号从测向波束副瓣进入，不进行测向；
若ΔPA>0，则判定入射信号从测向波束A主瓣方向进入；
若ΔPB>0，则判定入射信号从测向波束B主瓣方向进入；
位于测向区的入射信号是从测向波束A方向图顶点与测向波束B方向图顶点之间区域的入射信号，测向波束A与测向波束B的功率差值ΔPAB满足
ΔPABmin≤ΔPAB≤ΔPABmax
其中ΔPABmax为入射信号从测向波束A方向图顶点波束入射时测向波束A与测向波束B的接收信号的功率差值，ΔPABmin为入射信号从测向波束B方向图顶点波束入射时测向波束A与测向波束B的接收信号的功率差值。
4.根据权利要求3所述的一种搜索式二维高精度比幅测向方法，其特征在于，所述步骤四包括：
对比测向天线与匿影天线接收同一频点信号的功率差值大小，根据测向区判定条件，判断入射信号是否处于装置测向区，若不是，根据测向区判定条件判断信号是否从测向波束A或测向波束B主瓣方向进入，若满足从主瓣入射条件，则以第一间隔步进调整方位/俯仰伺服转台使得信号从测向波束A、测向波数B之间进入；
若信号不是从测向波束A或测向波束B主瓣方向进入，则判定信号从测向波束副瓣进入，采用匿影波束对从测向波束副瓣进入的信号进行匿影，以第二间隔步进调整方位/俯仰伺服转台进行方位/俯仰区域搜索，其中，第一间隔步进小于第二间隔步进。
5.根据权利要求4所述的一种搜索式二维高精度比幅测向方法，其特征在于，所述步骤五包括：若已判断入射信号处于系统测向区，根据接收信号频率fn查找线性拟合参数kn与bn以及测向天线与匿影天线接收频率fn的信号的功率差值，计算信号入射角，入射角包括俯仰角和方位角。
6.采用权利要求1-5任一项所述的一种搜索式二维高精度比幅测向方法的装置，其特征在于，所述装置包括：
方位测向天线阵列，用于形成方位测向波束，对入射信号进行侦收，对方位角进行测量；
方位匿影天线阵列，用于形成方位匿影波束，对入射信号进行侦收，对方位维非测向区入射信号进行匿影；
俯仰测向天线阵列，用于形成俯仰测向波束，对入射信号进行侦收，对俯仰角进行测量；
俯仰匿影天线阵列，用于形成俯仰匿影波束，对入射信号进行侦收，对俯仰非测向区入射信号进行匿影；
微波模块，用于对各天线阵列接收的信号进行放大滤波；
测向接收机，用于对微波模块的信号采集，测量信号频率、功率，计算信号入射方向，控制方位伺服转台和俯仰伺服转台；
方位伺服转台，用于实现装置方位转向；
俯仰伺服转台，用于实现装置俯仰转向；
电源，用于电压转换，给微波模块、测向接收机、方位伺服转台、俯仰伺服转台供电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111412862.1A CN114236465A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111412862.1A CN114236465A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114236465A true CN114236465A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80751167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111412862.1A Pending CN114236465A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114236465A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115390018A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-25 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达脉冲式干扰的定向方法 |
| CN115856765A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种用于测向精度改善的测向修正方法及装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2012145840A (ru) * | 2012-10-26 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им.И. Канта) | Способ пеленгации ионосферных сигналов |
| US20140159954A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Robert Eugene Stoddard | Direction finding using antenna array rotation |
| CN109669178A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 中国航天科工集团八五研究所 | 一种星载三阵元单脉冲两维测向方法 |
| CN116430303A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-14 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 宽带平面阵列多波束形成方法及比幅测角方法 |
-
2021
- 2021-11-25 CN CN202111412862.1A patent/CN114236465A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2012145840A (ru) * | 2012-10-26 | 2014-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им.И. Канта) | Способ пеленгации ионосферных сигналов |
| US20140159954A1 (en) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Robert Eugene Stoddard | Direction finding using antenna array rotation |
| CN109669178A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 中国航天科工集团八五研究所 | 一种星载三阵元单脉冲两维测向方法 |
| CN116430303A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-14 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 宽带平面阵列多波束形成方法及比幅测角方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王乾;: "多波束比幅测向系统精度分析与算法优化", 现代信息科技, no. 02, 25 January 2020 (2020-01-25) * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115390018A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-25 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达脉冲式干扰的定向方法 |
| CN115390018B (zh) * | 2022-07-26 | 2024-04-30 | 西安电子工程研究所 | 一种雷达脉冲式干扰的定向方法 |
| CN115856765A (zh) * | 2022-11-28 | 2023-03-28 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种用于测向精度改善的测向修正方法及装置 |
| CN115856765B (zh) * | 2022-11-28 | 2024-05-10 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种用于测向精度改善的测向修正方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114236465A (zh) | 一种搜索式二维高精度比幅测向方法及装置 | |
| CN102944866B (zh) | 基于干涉仪体制的航管二次雷达应答信号测向方法 | |
| CN109856605B (zh) | 一种同时数字多波束形成的二次拟合曲线指向修正方法 | |
| CN109946664B (zh) | 一种主瓣干扰下的阵列雷达导引头单脉冲测角方法 | |
| CN110907904B (zh) | 一种太阳法方位波束宽度修正方法 | |
| CN111220954B (zh) | 一种基于自校幅度归一化的雷达角误差修正方法 | |
| CN112782645B (zh) | 一种四臂螺旋天线数据拟合测角方法 | |
| CN107919535A (zh) | 一种基于定向双圆阵的立体阵列天线及其构建方法 | |
| CN111679245B (zh) | 一种基于均匀圆阵的子阵重合的分裂波束定向方法 | |
| CN112858994B (zh) | 一种基于均匀圆阵的比幅测向方法 | |
| KR101170722B1 (ko) | 위상차 페어 변경을 이용한 어레이 반경 확장 장치 및 방법 | |
| CN113777556B (zh) | 一种无线电信号三维比幅测向方法及装置 | |
| CN114994597A (zh) | 一种基于均匀圆阵的干涉仪测向方法 | |
| CN105929361A (zh) | 单天线最优化比幅无线电测向系统及方法 | |
| CN105425232A (zh) | 一种监控方法及电子设备 | |
| CN113447908B (zh) | 一种固定式雷达探测目标的gps北斗坐标获取方法以及装置 | |
| CN114996965A (zh) | 一种小口径低频段阵列搭建及测向校准方法 | |
| US8451174B1 (en) | Beam-scanning system | |
| CN113777414A (zh) | 基于相位和-差法的相控阵天线测试机械调平装置及方法 | |
| CN113917389A (zh) | 一种相控阵协同探测系统和差波束角度估计方法 | |
| CN112346003A (zh) | 一种基于等势寻优的单波束测向系统 | |
| CN110907705A (zh) | 一种天线增益的测量方法、装置、测量系统、计算机设备以及存储介质 | |
| US11249166B2 (en) | Method and system for determining an angle of arrival of a radioelectric signal | |
| CN218298514U (zh) | 单站追踪装置 | |
| CN116359835B (zh) | 一种y型基线干涉仪测向装置及测向方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |