[發(fā)明專利]基于頻域時(shí)間反轉(zhuǎn)的雷電多源定向方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611078275.2
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN106950531B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱實(shí);汪濤;石立華;段艷濤;賀偉雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S5/00
• 分類號(hào): G01S5/00
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 黃玉玨

1.一種基于頻域時(shí)間反轉(zhuǎn)的雷電多源定向方法，其特征在于其包括如下步驟：

步驟S1：利用M個(gè)雷電信號(hào)測(cè)量傳感器，按照任意兩條基線不共線原則，且基線長度小于輻射源與陣列的距離，組成信號(hào)源定向陣列，接收信號(hào)源遠(yuǎn)場(chǎng)輻射信號(hào)；

步驟S2：取出接收信號(hào)源遠(yuǎn)場(chǎng)輻射信號(hào)中參與定位的數(shù)據(jù)段進(jìn)行離散傅里葉變換后取共軛，設(shè)m個(gè)陣元V_m接收的信號(hào)為s_m(t)，m＝1，2，3，…，M，對(duì)陣元接收信號(hào)做離散傅里葉變換并取共軛，令頻域信號(hào)為X_m(f)，得到M組頻域信號(hào)，f表示頻域信號(hào)的頻點(diǎn)，令每組頻域信號(hào)含有的頻點(diǎn)數(shù)為N，將其按行排列可得一個(gè)M×N的矩陣S，如下式所示：

步驟S3：對(duì)整個(gè)空間所有方向的方位角和仰角θ組成的二維平面進(jìn)行柵格化，每個(gè)柵格單元邊長為φ，每個(gè)柵格單元對(duì)應(yīng)信號(hào)入射角參數(shù)為j＝1，2，3，…，(90°/φ+1)，選定一個(gè)參考點(diǎn)，求取信號(hào)源定向陣列對(duì)應(yīng)每個(gè)柵格單元在每個(gè)頻點(diǎn)上相對(duì)于該參考點(diǎn)的方向矢量(1×M的行向量)，n＝1，2，3，…，N，如下式所示：

式中：τ_m為輻射源到達(dá)陣元m與參考點(diǎn)的相對(duì)時(shí)差，

其中所述步驟S3中選取O為參考點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)信號(hào)入射角參數(shù)計(jì)算出信號(hào)源到達(dá)陣元V_m與O的波程差公式如下：

則信號(hào)源到達(dá)陣元V_m與O的時(shí)間差為：

式中：v是光信號(hào)或者聲信號(hào)在真空中的傳播速度；

那么每個(gè)頻點(diǎn)上的方向矢量為：

步驟S4：利用步驟S3得到的a(f_n)與矩陣S在對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)上相乘，得到每個(gè)柵格單元點(diǎn)上的頻域合成信號(hào)的復(fù)序列y(f_n)(1×N的行向量)，y(f_n)可由下式計(jì)算：

則復(fù)序列y＝[y(f₁) y(f₂) y(f₃) … y(f_N)]；

步驟S5：取每個(gè)柵格單元點(diǎn)對(duì)應(yīng)合成序列y的共軛y^*，并與之轉(zhuǎn)置y^T相乘，得到各個(gè)柵格單元點(diǎn)的能量值E，計(jì)算公式如下：

步驟S6：搜索柵格單元點(diǎn)能量值的峰值E_max對(duì)應(yīng)的入射角，以及所有次峰值E_submax對(duì)應(yīng)的入射角，令峰值與所有次峰值的個(gè)數(shù)為P個(gè)，且P<M；求出P個(gè)能量值與E_max的比值ρ_p，p＝1，2，3，…，P，設(shè)置合適閾值η，保留ρ_p大于η的峰值及次峰值對(duì)應(yīng)的入射角，即為定位的數(shù)據(jù)段中所包含輻射源的波達(dá)方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于頻域時(shí)間反轉(zhuǎn)的雷電多源定向方法，其特征在于，所述M大于3，0°≤θ≤90°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于頻域時(shí)間反轉(zhuǎn)的雷電多源定向方法，其特征在于，所述的雷電信號(hào)測(cè)量傳感器接收雷電的電磁輻射信號(hào)，或雷聲信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3中所述的一種基于頻域時(shí)間反轉(zhuǎn)的雷電多源定向方法，其特征在于，所述雷電信號(hào)測(cè)量傳感器為甚高頻天線。