[發明專利]基于旋轉干涉儀的多目標角度解模糊方法

有效

• 申請號: 201711260429.4
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108254718B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 廖桂生;楊志偉;申皓明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種基于旋轉干涉儀的多目標角度解模糊方法，其特征在于，包括有如下步驟：

(1)系統建模與相位差矩陣獲得：對多通道旋轉干涉儀進行系統建模，設旋轉干涉儀有N個陣元，陣元間距為d，其中d＝m(λ/2)，d＞＞λ/2，旋轉干涉儀的轉動角速度為ω，空間中有L個信號，得到旋轉干涉儀陣元間相位差矩陣Φ(t)；

(2)獲取積累后數據矩陣：獲取多通道旋轉干涉儀在t時刻接收到的干涉數據矩陣X₀(t)，并進行M個快拍積累，得到積累后的一維干涉數據矩陣X₁(t)；

(3)計算各子陣相關矩陣：對一維干涉數據矩陣X₁(t)進行前向空間平滑處理，計算出一維干涉數據矩陣X₁(t)的各子陣的一維干涉數據矩陣XS(t)、各子陣的相關矩陣RS(t)和干涉數據相關矩陣R_X(t)；

3a)將線陣分割為Q個陣元構成的子陣列，共N-Q+1個，對不同陣元的數據矢量進行組合，得到各子陣的數據矩陣XS₁(t),XS₂(t),...,XS_N-Q+1(t)；

3b)對求出的數據矩陣進行自相關的求解，得到各子陣的相關矩陣RS(t)，并計算空間平滑后的干涉數據相關矩陣R_X(t)；

(4)通過多通道旋轉干涉儀旋轉過程中不斷做譜峰搜索獲得一維角度模糊曲線分布圖：對干涉數據相關矩陣R_X(t)進行特征值分解，并通過一維搜索得到角度模糊曲線分布圖；

4a)對干涉數據相關矩陣R_X(t)進行特征值分解，將得到的L個大特征值λ₁,λ₂,λ₃…λ_L對應的特征矢量fs₁,fs₂,...,fs_L構成信號子空間U_S，將剩余的N-L個小特征值對應的特征矢量fn₁,fn₂,...,fn_N-L構成噪聲子空間U_N；

4b)將一維角度的導向矢量a(θ)向噪聲子空間投影，得到譜函數P(θ)，其中θ為復合一維角度，θ∈(-90°,90°)，對譜函數P(θ)進行譜峰搜索，將峰值記錄到相應時刻的角度模糊分布矩陣其中為峰值角度，其中在旋轉干涉儀旋轉一周的過程中，將不同估計時刻對譜函數搜索到的峰值記錄到相應時刻的角度模糊分布矩陣中，得到相應的角度模糊曲線分布圖；

(5)針對復合三角函數角度模糊曲線分布圖的參數提取：設信號源方位角為α，其中α∈(0°,360°)，信號源俯仰角為β，其中β∈(0°,90°)，將角度模糊分布矩陣投影到方位角和俯仰角構成的參數空間中做參數積累，提取二維角度信息；

5a)設參數空間累加矩陣CA，令方位角α從0到360度變化，根據中的點計算不同α取值下俯仰角β的值，其中為兩個陣元間相位差，若β在(0～90°)范圍以內，則在參數空間累加矩陣CA(α,β)位置處累加1；若β不在(0～90°)范圍以內，則舍棄該次計算結果，直到角度模糊分布矩陣中所有點都被計算過；

5b)對CA(α,β)矩陣進行遍歷，搜索得到最大的L個峰值，每個峰值的坐標位置代表該目標的方位角，俯仰角信息，第l個峰值所處位置的坐標值分別為該目標的方位角α_l，俯仰角β_l，完成多目標解模糊，實現目標角度信息定位。

2.根據權利要求1所述的基于旋轉干涉儀的多目標角度解模糊方法，其特征在于，其中步驟(1)中旋轉干涉儀陣元間相位差矩陣Φ(t)，表示如下：

其中，N為干涉儀陣元數目，L為空間中有信號個數，d為陣元間距，且d＞＞λ/2，ω為旋轉干涉儀在xOy平面內繞第一個陣元沿逆時針方向勻速圓周運動的角速度，α₁,α₂,...,α_L,β₁,β₂,...,β_L分別為各個信號的方位角，俯仰角，信號波長為λ，采樣頻率為f_s，t的取值為