基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于外輻射源雷達(dá)目標(biāo)方位角測(cè)定【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法。該基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法包括以下步驟：所述外輻射源雷達(dá)采用八單元均勻圓陣天線接收信號(hào)，八單元均勻圓陣天線用于產(chǎn)生18個(gè)接收波束；設(shè)置第m個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量，m取1至18；對(duì)八單元均勻圓陣天線接收的信號(hào)進(jìn)行雜波相消處理，得出每個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)；對(duì)第m個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，得出第m個(gè)接收波束的匹配濾波后信號(hào)根據(jù)至中最大的三個(gè)值，估計(jì)出目標(biāo)方位角范圍；在所述目標(biāo)方位角范圍內(nèi)搜索預(yù)先構(gòu)建的比幅表，得出目標(biāo)的真實(shí)方位角θe。
【專利說(shuō)明】基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于外輻射源雷達(dá)目標(biāo)方位角測(cè)定【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，可在參考信號(hào)包含有目標(biāo)回波信號(hào)時(shí)更精確地測(cè)量得到目標(biāo)的方位角。
【背景技術(shù)】
[0002]外輻射源雷達(dá)本身不發(fā)射電磁波，而是利用已存在的民用信號(hào)(如FM、GSM、電視信號(hào)、wlan信號(hào)等)作為照射源，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和定位，具有生存能力強(qiáng)、反隱身、抗低空突防及成本低等優(yōu)勢(shì)。
[0003]外輻射源雷達(dá)天線接收信號(hào)中不僅包含目標(biāo)回波信號(hào)，而且包含直達(dá)波與多徑雜波信號(hào)。目標(biāo)回波的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于直達(dá)波以及多徑雜波的能量，因此不能直接使用基于子空間的空間譜估計(jì)方法進(jìn)行測(cè)角，也不能像測(cè)量直達(dá)波的到達(dá)角那樣直接對(duì)天線的接收信號(hào)進(jìn)行比幅測(cè)角?，F(xiàn)有的基于ad-hoc天線的比相測(cè)角方法中，采用四元圓陣天線，對(duì)陣列孔徑與信號(hào)波長(zhǎng)之間的關(guān)系有特殊的要求，即天線的半徑應(yīng)小于信號(hào)波長(zhǎng)的四分之一，而這樣做會(huì)導(dǎo)致陣列孔徑過(guò)小， 陣元之間具有較強(qiáng)的耦合效應(yīng)，陣列流形將發(fā)生變化；并且陣列孔徑越小，空間分辨率就越低，同時(shí)該方法沒(méi)有考慮參考信號(hào)中含有目標(biāo)回波時(shí)對(duì)測(cè)角精度的影響。實(shí)際中參考信號(hào)中往往含有目標(biāo)回波，會(huì)對(duì)該方法的測(cè)角精度產(chǎn)生很大的影響。基于壓縮感知的超分辨技術(shù)進(jìn)行測(cè)角計(jì)算量太大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法。本發(fā)明采用方向圖綜合技術(shù)產(chǎn)生覆蓋全空間的18個(gè)波束對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描。通過(guò)雜波相消、距離多普勒處理，大大提高目標(biāo)的信雜比，在距離多普勒平面上進(jìn)行比幅測(cè)角，大大提高了測(cè)角的精度。針對(duì)參考信號(hào)中包含目標(biāo)回波的情況提出了修正的測(cè)角方案，修正的測(cè)角方案與原始方法相比在參考信號(hào)中包含目標(biāo)回波時(shí)能夠更加精確地測(cè)量的到目標(biāo)的方位角。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的思路是，由于外輻射源雷達(dá)目標(biāo)回波信號(hào)通常遠(yuǎn)弱于直達(dá)波和多徑雜波，雜波相消以后目標(biāo)回波的能量也比雜波剩余以及噪聲低很多，因此首先需要對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行波束掃描與雜波相消處理，從空域和時(shí)域上消掉直達(dá)波和多徑雜波，然后對(duì)雜波相消以后的信號(hào)進(jìn)行能量積累，之后再進(jìn)行比幅測(cè)角。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0007]基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法包括以下步驟:
[0008]步驟I，所述外輻射源雷達(dá)采用八單元均勻圓陣天線接收信號(hào)，八單元均勻圓陣天線用于產(chǎn)生18個(gè)接收波束；設(shè)置第m個(gè)接收波束的主瓣指向、主瓣寬度、副瓣區(qū)域，m取I至18 ;得出第m個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量COni ；
[0009]步驟2，根據(jù)每個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量，對(duì)所述八單元均勻圓陣天線接收的信號(hào)進(jìn)行雜波相消處理，得出每個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)；第!11個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)為L(zhǎng) (t);
[0010]步驟3，對(duì)第m個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)rm(t)進(jìn)行匹配濾波，得出第m個(gè)接收波束的匹配濾波后信號(hào)根據(jù)Ml至|d8|中最大的三個(gè)值，估計(jì)出目標(biāo)方位角范圍；在
所述目標(biāo)方位角范圍內(nèi)搜索預(yù)先構(gòu)建的比幅表，得出目標(biāo)的真實(shí)方位角Θ eo
[0011]本發(fā)明的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于:
[0012]在步驟I中，所述外輻射源雷達(dá)采用八單元均勻圓陣天線接收信號(hào)，八單元均勻圓陣天線用于產(chǎn)生18個(gè)接收波束，第I個(gè)接收波束的主瓣指向作為0°方向，第m個(gè)接收波束的主瓣指向?yàn)?m Q，0m；o = (m-1) X20°，111取1至18;
[0013]根據(jù)所要觀察的空域，將每個(gè)接收波束的主瓣寬度設(shè)置為Λ，0° <Λ〈360° ;
[0014]如果
【權(quán)利要求】
1.基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，所述外輻射源雷達(dá)采用八單元均勻圓陣天線接收信號(hào)，八單元均勻圓陣天線用于產(chǎn)生18個(gè)接收波束；設(shè)置第m個(gè)接收波束的主瓣指向、主瓣寬度、副瓣區(qū)域，m取I至18 ;得出第m個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量ωπ; 步驟2，根據(jù)每個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量，對(duì)所述八單元均勻圓陣天線接收的信號(hào)進(jìn)行雜波相消處理，得出每個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)；第m個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)為rjt)； 步驟3，對(duì)第m個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)rm(t)進(jìn)行匹配濾波，得出第m個(gè)接收波束的匹配濾波后信號(hào)rmd;根據(jù)|r1d|至|rj18 |中最大的三個(gè)值,估計(jì)出目標(biāo)方位角范圍;在所述目標(biāo)方位角范圍內(nèi)搜索預(yù)先構(gòu)建的比幅表，得出目標(biāo)的真實(shí)方位角Θ eo
2.如權(quán)利要求1所述的基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，在步驟I中，所述外輻射源雷達(dá)采用八單元均勻圓陣天線接收信號(hào)，八單元均勻圓陣天線用于產(chǎn)生18個(gè)接收波束，第I個(gè)接收波束的主瓣指向作為0°方向，第m個(gè)接收波束的主瓣指向?yàn)?0m，Q，0m；o = (m-1) X20°，111取1 至 18; 根據(jù)所要觀察的空域，將每個(gè)接收波束的主瓣寬度設(shè)置為Λ，0° <Λ〈360° ;
如果
3.如權(quán)利要求1所述的基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，在步驟I中，針對(duì)每個(gè)接收波束，將其最大副瓣電平與主瓣電平的比值設(shè)為β，β ∈ (O, 1)； 然后，按照下式計(jì)算第m個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量ωn:
4.如權(quán)利要求1所述的基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，所述步驟2的具體子步驟為: (2.1)將八單元均勻圓陣天線接收的信號(hào)表示為X(t)，利用每個(gè)接收波束的低副瓣權(quán)系數(shù)向量對(duì)八單元均勻圓陣天線接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和，得出對(duì)應(yīng)接收波束的加權(quán)后信號(hào)；第1!1個(gè)接收波束的加權(quán)結(jié)果信號(hào)ym(t)為:
5.如權(quán)利要求1所述的基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，在步驟3中，首先對(duì)每個(gè)接收波束的雜波相消后信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，得出每個(gè)接收波束的匹配濾波后信號(hào)；第!11個(gè)接收波束的匹配濾波后信號(hào)為:
6.如權(quán)利要求4所述的基于八單元小孔徑圓陣天線的外輻射源雷達(dá)測(cè)角方法，其特征在于，在步驟3中，在所述目標(biāo)方位角范圍內(nèi)搜索預(yù)先構(gòu)建的比幅表，根據(jù)以下優(yōu)化模型得出目標(biāo)的真實(shí)方位角Θ…
【文檔編號(hào)】G01S13/06GK104020465SQ201410242100
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】王俊, 王玨, 呂小永, 喬家輝 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)