CN116087871A - 一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质 - Google Patents

一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质 Download PDF

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CN116087871A CN202211485405.XA CN202211485405A CN116087871A CN 116087871 A CN116087871 A CN 116087871A CN 202211485405 A CN202211485405 A CN 202211485405A CN 116087871 A CN116087871 A CN 116087871A
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颜健
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Abstract

本发明提供一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质,属于电子侦察领域,方法包括:从定向天线阵元中得到无线电信号,对无线电信号进行信号处理得到原始相位以及原始幅度;对原始相位以及原始幅度进行校正得到校正后相位以及校正后幅度;对校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析得到比幅粗测向角度;按照从大到小的顺序对比幅粗测向角度进行排序得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位。本发明可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值,也提高了测向结果的准确率。

Description

一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质
技术领域
本发明主要涉及电子侦察技术领域,具体涉及一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质。
背景技术
目前一般干涉仪测向系统采用数字多基线体制,长基线用于保证测向精度,多基线用于解模糊。由于基线最短长度受到单元天线尺寸的影响,存在高端解模糊问题;基线最大长度受到平台安装尺寸限制,测向精度难以提高。
为了适应瞬时360°全方位测向,通常采取四面阵干涉仪测向拼接、圆阵相关干涉仪测向或圆阵比幅比相测向方式实现。典型的单面阵干涉仪测向需要4个天线单元构成多基线干涉仪,四面阵需要不小于16个天线阵元及相应处理通道。圆阵相关干涉仪测向要求天线阵元为全向天线体制,高精度测向时需要不小于9个天线阵元及相应处理通道;另外受全向天线增益限制,系统灵敏度偏低,不能满足系统高灵敏度的要求。圆阵比幅比相测向通过比幅引导比相解模糊,满足Ku频段高的比幅测向精度,需要不小于12个天线阵元及相应处理通道。满足瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向的技术要求,上述3种测向方式一定程度上会增加设备体积、功耗和硬件成本,安装难度大,不利于设备小型化的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种圆阵干涉仪测向方法、装置、系统以及存储介质。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种圆阵干涉仪测向方法,包括如下步骤:
分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种圆阵干涉仪测向装置,包括:
信号处理模块,用于分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
校正模块,用于分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
角度分析模块,用于分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
排序模块,用于按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
测向结果获得模块,用于对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
基于上述一种圆阵干涉仪测向方法,本发明还提供一种圆阵干涉仪测向系统。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种圆阵干涉仪测向系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,当所述处理器执行所述计算机程序时,实现如上所述的圆阵干涉仪测向方法。
基于上述一种圆阵干涉仪测向方法,本发明还提供一种计算机可读存储介质。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述的圆阵干涉仪测向方法。
本发明的有益效果是:通过从定向天线阵元中得到无线电信号,对无线电信号的信号处理得到原始相位以及原始幅度,对原始相位以及原始幅度的校正得到校正后相位以及校正后幅度,对校正后幅度的比幅粗测向角度分析得到比幅粗测向角度,按照从大到小的顺序对比幅粗测向角度的排序得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位,对目标相位的目标信号测试方位角分析得到干涉仪测向结果,可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值,也提高了测向结果的准确率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种圆阵干涉仪测向方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种圆阵干涉仪测向方法的原理图;
图3为本发明实施例提供的一种圆阵干涉仪测向装置的模块框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种圆阵干涉仪测向方法的流程示意图。
如图1和2所示,一种圆阵干涉仪测向方法,包括如下步骤:
分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
优选地,所述N可以为3。
应理解地,通过按照均匀圆阵放置的8个所述定向天线阵元接收瞬时360°空域内的所述无线电信号。
具体地,均匀圆阵方式放置的8个定向天线阵元,天线阵元两两之间间隔45°,完成瞬时360°空域内无线电信号的侦收。
应理解地,对接收到的信号(即所述无线电信号)进行幅度/相位测量。
应理解地,对信号幅度/相位(即所述原始相位和所述原始幅度)进行幅相一致性校正,减少设备内部噪声、外界环境和温度变化等因素对设备接收通道幅相一致性的影响。
具体地,对8路天线阵元接收到的信号幅度和相移差异进行计算,以信号频率值为地址建立幅度、相移差异校正表,后续设备正常工作时根据信号频率值进行查表,实现对信号幅度/相位的幅相一致性校正,减少外界环境和温度变化等因素对设备接收通道幅相一致性的影响。
应理解地,根据天线阵元收到的信号幅度大小(即所述比幅粗测向角度),选择信号幅度(即所述比幅粗测向角度)最大的天线阵元,其对应22.5°区域的天线阵元基线组合为最优信号基线组合。
上述实施例中,通过从定向天线阵元中得到无线电信号,对无线电信号的信号处理得到原始相位以及原始幅度,对原始相位以及原始幅度的校正得到校正后相位以及校正后幅度,对校正后幅度的比幅粗测向角度分析得到比幅粗测向角度,按照从大到小的顺序对比幅粗测向角度的排序得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位,对目标相位的目标信号测试方位角分析得到干涉仪测向结果,可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值,也提高了测向结果的准确率。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度的过程包括:
分别对各个所述定向天线的无线电信号进行模数转换,得到各个所述定向天线的数字信号;
分别对各个所述定向天线的数字信号进行转换,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度。
应理解地,M个定向天线阵元均匀分布在半径为R的圆阵列上,建立直角坐标系并以圆心O与圆阵第1天线阵元连线的延长线作为Y轴,θ为目标方位角。第m个天线阵元,对应的空间坐标位置为
Figure BDA0003962020200000061
具体地,阵元m的接收信号模型可以表示为:
Figure BDA0003962020200000062
阵元m的相移为:
Figure BDA0003962020200000063
式中,fc为信号频率,τm为信号到天线阵元m相对圆心的时延,θ为目标信号入射方位角。
阵元m的幅度为:
Figure BDA0003962020200000064
式中,θ为目标信号入射方位角,θr为两天线阵元之间的夹角。
上述实施例中,分别对各个定向天线的无线电信号进行信号处理得到各个定向天线的原始相位以及原始幅度,为后续数据处理奠定基础,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值。
可选地,作为本发明的一个实施例,多个所述定向天线顺序排列;
所述分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度的过程包括:
分别将各个所述定向天线的校正后幅度与前一所述定向天线的校正后幅度进行差值计算,得到各个所述定向天线的天线阵元幅度差;
导入各个所述定向天线的天线阵元夹角,并根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角;
导入各个所述定向天线的信号频率,根据各个所述定向天线的信号频率以及天线阵元幅度差从预设粗测向表中获取各个所述定向天线的第一参数和第二参数;
基于第一式,根据各个所述定向天线的比幅测向方位角、第一参数以及第二参数进行比幅粗测向角度的计算,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度,所述第一式为:
θ比幅=k·Δθ+b,
其中,θ比幅为比幅粗测向角度,k为第一参数,b为第二参数,Δθ为比幅测向方位角。
应理解地,对信号(即所述校正后幅度)进行比幅测向,优化基线组合。
具体地,根据信号测量频率(即所述信号频率)和幅度差(即所述天线阵元幅度差),查找对应粗测向表(即所述预设粗测向表)中的k值(即所述第一参数)和b值(即所述第二参数),按照公式θ比幅=k·Δθ+b,可以得到目标信号的比幅粗测向角度。
上述实施例中,分别对各个定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析得到各个定向天线的比幅粗测向角度,为后续最优信号基线组合提供数据,实现了粗测向,提高了测向结果的准确率。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角的过程包括:
基于第二式,根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角,所述第二式为:
Figure BDA0003962020200000081
其中,Δθ为比幅测向方位角,ΔR为天线阵元幅度差,θ3dB为天线阵元波束宽度,θγ为天线阵元夹角。
应理解地,比幅测向公式为:
Figure BDA0003962020200000082
式中,Δθ为比幅测向方位角,ΔR为两天线阵元幅度差(即所述天线阵元幅度差),θ3dB为天线阵元波束宽度,θr为两天线阵元之间的夹角(即所述天线阵元夹角)。
上述实施例中,基于第二式根据各个定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算得到各个定向天线的比幅测向方位角,为后续最优信号基线组合提供数据,实现了粗测向,提高了测向结果的准确率。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述N为3,所有所述目标相位包括顺序排列的第一目标相位,第二目标相位以及第三目标相位;
所述对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角的过程包括:
将所述第一目标相位与所述第二目标相位进行差值计算,得到短基线相位差;
将所述第一目标相位与所述第三目标相位进行差值计算,得到长基线相位差;
基于第三式,根据所述短基线相位差进行短基线模糊数的计算,得到多个短基线模糊数,所述第三式为:
Figure BDA0003962020200000083
其中,
Figure BDA0003962020200000084
其中,k8,1为短基线模糊数,d8,1为短基线,Δφ8,1为短基线相位差,λ为信号波长,R为半径;
分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数;
对所有所述长基线模糊数进行估计值的分析,得到估计值;
基于第四式,根据所述估计值以及所述长基线相位差进行干涉仪测向方位角的计算,得到干涉仪测向方位角,所述第四式为:
Figure BDA0003962020200000091
其中,
Figure BDA0003962020200000092
其中,θ为干涉仪测向方位角,λ为信号波长,k0为估计值,d8,2为长基线,Δφ8,2为长基线相位差。
应理解地,选择最优信号基线组合,进行圆阵双基线3天线阵元干涉仪测向计算。
具体地,以天线阵元(8,1,2)构建双基线三天线非线阵天线阵列为例,圆阵双基线比例满足
Figure BDA0003962020200000093
(p,q互为质数)关系,可以分别得到对应短基线d8,1和长基线d8,2的真实相位差,如下式所示:
Figure BDA0003962020200000094
Figure BDA0003962020200000095
其中,短基线
Figure BDA0003962020200000096
长基线
Figure BDA0003962020200000097
φ8,1为短基线真实相位差,φ8,2为长基线真实相位差,k8,1为短基线模糊数,k8,2为长基线模糊数。
根据基线d8,1、d8,2互质特性,得到:
Figure BDA0003962020200000098
整理可得:
Figure BDA0003962020200000101
因为|sinθ|≤1,对模糊数k8,1的搜索范围做进一步的约束得:
Figure BDA0003962020200000102
应理解地,根据公式:
Figure BDA0003962020200000103
式中,θ为目标信号测试方位角(即所述干涉仪测向方位角),λ为信号波长,k8,2,0即所述估计值k0
上述实施例中,对所有目标相位进行目标信号测试方位角的分析得到干涉仪测向方位角,可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,也实现了精测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值,也提高了测向结果的准确率。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数的过程包括:
基于第五式,分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数,所述第五式为:
Figure BDA0003962020200000104
其中,k8,2为长基线模糊数,d8,2为长基线,Δφ8,2为长基线相位差,d8,1为短基线,Δφ8,1为短基线相位差,k8,1为短基线模糊数。
应理解地,当k8,1在规定搜索范围内变化时,对应所确定的k8,2也随k8,1的值变化而变化:
Figure BDA0003962020200000105
上述实施例中,基于第五式分别根据长基线相位差、短基线相位差以及各个短基线模糊数进行长基线模糊数的计算得到与各个短基线模糊数一一对应的长基线模糊数,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值,也提高了测向结果的准确率。
可选地,作为本发明的一个实施例,所述对所有所述长基线模糊数进行估计值的分析,得到估计值的过程包括:
基于第六式,对与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数进行待处理模糊数的计算,得到各个所述长基线模糊数的待处理模糊数,所述第六式为:
Δki=(k82i-round(k82i))2
其中,Δki为第i个长基线模糊数的待处理模糊数,k82i为第i个长基线模糊数;
筛选出所有所述长基线模糊数的待处理模糊数的最小值,筛选后得到最小待处理模糊数,并将所述最小待处理模糊数所对应的长基线模糊数作为估计值。
具体地,对k81取规定搜索范围内的最小值为第1个可能模糊数,取与k8,2最接近的整数k8,2,0作为k8,2的估计值;按照相关函数公式如下:
Δki=(k82i-round(k82i))2
比较k81规定搜索范围内的所有模糊数(即所述待处理模糊数),找出相关函数Δk的最小值(即所述最小待处理模糊数),其对应的k8,2,0即为长基线d8,2对应的真实模糊数(即所述估计值),与k8,2,0对应的k81即为短基线d8,1真实模糊数k8,1,0,于是无模糊相位差。
上述实施例中,对所有长基线模糊数进行估计值的分析得到估计值,提高了测向结果的准确率,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值。
可选地,作为本发明的另一个实施例,本发明包括均匀圆阵方式放置的8个定向天线阵元,天线阵元两两之间间隔45°,完成瞬时360°空域内无线电信号的侦收;测向将全方位360°划分成16个22.5°区域,先通过比幅粗测向进行22.5°区域的选择,然后按照最优基线组合进行圆阵双基线干涉仪精测向,最后结合比幅测向结果和圆阵双基线干涉仪测向结果,按照一定的约束条件进行测向结果可信度判断,实现目标信号的高精度测向。
可选地,作为本发明的另一个实施例,本发明通过对均匀圆阵方式放置的8个定向天线阵元优化组合,充分利用阵元间相位关系来构建相位矢量,采用比幅测向实现粗测向,圆阵双基线干涉仪实现精测向,可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,设备性能与16天线阵元的四面阵干涉仪测向相当,优于12天线阵元的比幅比相圆阵测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的经济价值和应用前景。
可选地,作为本发明的另一个实施例,本发明的接收天线阵列由按照均匀圆阵方式放置的8个定向天线阵元组成,天线阵元两两之间间隔45°,接收瞬时360°空域内无线电信号。通过对定向天线阵元优化组合,充分利用阵元间相位关系来构建相位矢量,采用比幅测向实现粗测向,圆阵双基线干涉仪实现精测向,可以实现瞬时360°全方位高灵敏度和高精度测向,设备性能与16天线阵元的四面阵干涉仪测向相当,优于12天线阵元的比幅比相圆阵测向,能够降低设备体积、功耗和成本等要求,具有很好的应用价值。
可选地,作为本发明的另一个实施例,本发明的幅度差和相位差的测量结果总是存在一定误差,需要结合比幅测向结果和圆阵双基线干涉仪测向结果,按照一定的约束条件对测向结果进行可信度判断,输出测向结果。
图3为本发明实施例提供的一种圆阵干涉仪测向装置的模块框图。
可选地,作为本发明的另一个实施例,如图3所示,一种圆阵干涉仪测向装置,包括:
信号处理模块,用于分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
校正模块,用于分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
角度分析模块,用于分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
排序模块,用于按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
测向结果获得模块,用于对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
可选地,本发明的另一个实施例提供一种圆阵干涉仪测向系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,当所述处理器执行所述计算机程序时,实现如上所述的圆阵干涉仪测向方法。该系统可为计算机等系统。
可选地,本发明的另一个实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述的圆阵干涉仪测向方法。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。
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单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分,或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,包括如下步骤:
分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
2.根据权利要求1所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,所述分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度的过程包括:
分别对各个所述定向天线的无线电信号进行模数转换,得到各个所述定向天线的数字信号;
分别对各个所述定向天线的数字信号进行转换,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度。
3.根据权利要求1所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,多个所述定向天线顺序排列;
所述分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度的过程包括:
分别将各个所述定向天线的校正后幅度与前一所述定向天线的校正后幅度进行差值计算,得到各个所述定向天线的天线阵元幅度差;
导入各个所述定向天线的天线阵元夹角,并根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角;
导入各个所述定向天线的信号频率,根据各个所述定向天线的信号频率以及天线阵元幅度差从预设粗测向表中获取各个所述定向天线的第一参数和第二参数;
基于第一式,根据各个所述定向天线的比幅测向方位角、第一参数以及第二参数进行比幅粗测向角度的计算,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度,所述第一式为:
θ比幅=k·Δθ+b,
其中,θ比幅为比幅粗测向角度,k为第一参数,b为第二参数,Δθ为比幅测向方位角。
4.根据权利要求3所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,所述根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角的过程包括:
基于第二式,根据各个所述定向天线的天线阵元幅度差以及天线阵元夹角进行比幅测向方位角的计算,得到各个所述定向天线的比幅测向方位角,所述第二式为:
Figure FDA0003962020190000021
其中,Δθ为比幅测向方位角,ΔR为天线阵元幅度差,θ3dB为天线阵元波束宽度,θγ为天线阵元夹角。
5.根据权利要求1所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,所述N为3,所有所述目标相位包括顺序排列的第一目标相位,第二目标相位以及第三目标相位;
所述对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角的过程包括:
将所述第一目标相位与所述第二目标相位进行差值计算,得到短基线相位差;
将所述第一目标相位与所述第三目标相位进行差值计算,得到长基线相位差;
基于第三式,根据所述短基线相位差进行短基线模糊数的计算,得到多个短基线模糊数,所述第三式为:
Figure FDA0003962020190000031
其中,
Figure FDA0003962020190000032
其中,k8,1为短基线模糊数,d8,1为短基线,Δφ8,1为短基线相位差,λ为信号波长,R为半径;
分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数;
对所有所述长基线模糊数进行估计值的分析,得到估计值;
基于第四式,根据所述估计值以及所述长基线相位差进行干涉仪测向方位角的计算,得到干涉仪测向方位角,所述第四式为:
Figure FDA0003962020190000033
其中,
Figure FDA0003962020190000041
其中,θ为干涉仪测向方位角,λ为信号波长,k0为估计值,d8,2为长基线,Δφ8,2为长基线相位差。
6.根据权利要求5所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,所述分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数的过程包括:
基于第五式,分别根据所述长基线相位差、所述短基线相位差以及各个所述短基线模糊数进行长基线模糊数的计算,得到与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数,所述第五式为:
Figure FDA0003962020190000042
其中,k8,2为长基线模糊数,d8,2为长基线,Δφ8,2为长基线相位差,d8,1为短基线,Δφ8,1为短基线相位差,k8,1为短基线模糊数。
7.根据权利要求5所述的圆阵干涉仪测向方法,其特征在于,所述对所有所述长基线模糊数进行估计值的分析,得到估计值的过程包括:
基于第六式,对与各个所述短基线模糊数一一对应的长基线模糊数进行待处理模糊数的计算,得到各个所述长基线模糊数的待处理模糊数,所述第六式为:
Δki=(k82i-round(k82i))2
其中,Δki为第i个长基线模糊数的待处理模糊数,k82i为第i个长基线模糊数;
筛选出所有所述长基线模糊数的待处理模糊数的最小值,筛选后得到最小待处理模糊数,并将所述最小待处理模糊数所对应的长基线模糊数作为估计值。
8.一种圆阵干涉仪测向装置,其特征在于,包括:
信号处理模块,用于分别从多个定向天线阵元中得到各个定向天线的无线电信号,分别对各个所述定向天线的无线电信号进行信号处理,得到各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度;
校正模块,用于分别对各个所述定向天线的原始相位以及原始幅度进行校正,得到各个所述定向天线的校正后相位以及校正后幅度;
角度分析模块,用于分别对各个所述定向天线的校正后幅度进行比幅粗测向角度的分析,得到各个所述定向天线的比幅粗测向角度;
排序模块,用于按照从大到小的顺序对所有所述定向天线的比幅粗测向角度进行排序,得到比幅粗测向角度序列,并将比幅粗测向角度序列中前N个比幅粗测向角度所对应的定向天线的校正后相位均作为目标相位;
测向结果获得模块,用于对所有所述目标相位进行目标信号测试方位角的分析,得到干涉仪测向方位角,并将所述干涉仪测向方位角作为干涉仪测向结果。
9.一种圆阵干涉仪测向系统,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,当所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1至7任一项所述的圆阵干涉仪测向方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至7任一项所述的圆阵干涉仪测向方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117075035A (zh) * 2023-08-15 2023-11-17 湖南红船科技有限公司 自旋短基线高精度测向方法、系统、设备、介质及终端
CN118091532A (zh) * 2024-04-29 2024-05-28 中国航天科工集团八五一一研究所 一种干涉仪通道相位一致性控制方法

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