[發(fā)明專利]一種二維平面圓環(huán)陣列的測向方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510312312.0
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN104931919B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉聰鋒;楊潔;田中成;張斌;張煜;朱燕;李平;王蘭美
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S3/00
• 分類號: G01S3/00
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務所44291
• 代理人: 楊煥軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陣列測向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可提高二維平面圓環(huán)陣列估計精度的測向方法。

背景技術(shù)

基于相位差測量和到達時間差測量方法的陣列測向技術(shù)廣泛應用于雷達、通信，麥克風陣列等電子系統(tǒng)中。平面陣列中的圓環(huán)陣由于具有良好的對稱性，廣泛應用于目標二維角度的陣列測向中。最簡單的圓環(huán)陣有等距三角陣、矩形陣等。雖然隨著陣元數(shù)量的增加，陣列測向性能也會得到一定的提升，但是由于受陣列測向模型以及測量參數(shù)誤差的影響，對于二維角度估計，當目標來波方向接近陣面法線方向時，目標的方位角估計誤差較大，而當來波方向接近于陣面方向時，目標的俯仰角估計誤差較大。因此，如何提高目標來波方向接近陣面法線方向和平行于陣面方向時的角度估計性能成為測向技術(shù)研究的重點和難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可以提高目標的測向精度的二維平面圓環(huán)陣列的測向方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種二維平面圓環(huán)陣列的測向方法，陣列接收輻射源目標發(fā)出的入射波，所述陣列包括N個陣元，包括以下步驟：

步驟1、計算陣列中每個陣元的方位角，得到陣列的方位角序列θ_array＝[θ₁ … θ_i… θ_N]，其中，θ_i為第i個陣元的方位角，i＝1,…,N；

步驟2、獲取輻射源目標距離陣列中各陣元與參考陣元的距離差矢量；

以第1個陣元作為參考陣元，輻射源目標距離陣列中各陣元與參考陣元的距離差矢量r₁＝[Δr_1,1 … Δr_i,1 … Δr_N,1]，其中Δr_i,1為輻射源目標到第i個陣元和參考陣元的距離差；

步驟3、依次選擇每個陣元作為臨時參考陣元，分別對輻射源目標進行方位角和俯仰角預估計：

步驟3-1、選擇第i個陣元為臨時參考陣元，構(gòu)造陣列位置差矩陣P_i：

步驟3-2、根據(jù)步驟2得到的輻射源目標距離陣列中各陣元與參考陣元的距離差矢量，計算該臨時參考陣元的距離差矢量r_i：

r_i＝[Δr_1,1 … Δr_i-1,1 Δr_i+1,1 … Δr_N,1]^T-Δr_i,1；

步驟3-3、根據(jù)臨時參考陣元的距離差矢量r_i和陣列位置差矩陣P_i計算中間估計參量

步驟3-4、計算以第i個陣元作為臨時參考陣元時的目標的方位角預估值和俯仰角預估值

其中，μ_i,1、μ_i,2根據(jù)得出；

步驟3-5、判斷i是否等于N，若否，則令i＝i+1，重復步驟3-1至步驟3-4，針對每一個陣元進行角度預估計，從而得到所有陣元作為臨時參考陣元時對應的角度預估計值集合：

步驟4、對目標方位角進行精確估計，得到方位角精確估計值

步驟4-1、計算方位角預估值和方位角序列θ_array對應陣元的方位角度差：

步驟4-2、對步驟4-1得到的各陣元對應的方位角度差的絕對值進行排序，取角度差絕對值最小值所對應的陣元作為臨時參考陣元時目標的方位角預估值作為第一方位角度值

步驟4-3、將第一方位角度值旋轉(zhuǎn)180度，得到

當位于第一象限或第二象限時，

當位于第三象限或第四象限時，

步驟4-4、對進行排序，取前述角度差絕對值最小值所對應的陣元為臨時參考陣元時目標的方位角預估值作為第二方位角估計值

步驟4-5、將和的平均值作為目標方位角的精確估計值

步驟5、對目標俯仰角進行精確估計，得到俯仰角精確估計值

步驟5-1、計算與步驟4得到的目標方位角的精確估計值相差90度的第一參考角度值和第二參考角度值

如果位于第一象限，則

如果位于第二象限，則

如果位于第三象限，則

如果位于第四象限，則