[發明專利]一種快速的均勻圓陣空間譜測向實現方法

有效

• 申請號: 201811445698.2
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109633525B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 夏新凡;奚銀;王耀金;王雪博;范曉光;吳迎春
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S3/46
• 分類號: G01S3/46
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張妍

本發明的一種快速的均勻圓陣空間譜測向實現方法中，反輻射雷達天線均勻圓陣接收目標輻射源的電磁信息，獲取目標回波IQ數據；對均勻圓陣接收到的數據進行協方差矩陣估計，獲取估計值；對協方差矩陣估計值進行特征值分解，獲得特征值和特征向量；依據特征值進行信號源個數估計，得到目標輻射源個數；利用特征值有效構建信號子空間與噪聲子空間；結合預裝信息，選取有效的目標搜索范圍，優化搜索策略，同時采用查表的方法獲取天線陣列從極坐標系到直角坐標系的坐標轉換矩陣，進行空間譜估計運算，獲取多目標輻射源入射角度信息。本發明大大減少導向矢量以及空間譜估計的運算量，能夠實現對目標的快速準確高精度測向和穩定跟蹤。

技術領域

本發明涉及反輻射導彈制導領域，尤其涉及雷達導引頭陣列接收測向技術。

背景技術

反輻射雷達通過探測反導雷達輻射的電磁波，獲取雷達的位置信息，從而指引導彈系統攻擊并摧毀對方反導雷達，在一定程度上，可以壓制或攻破敵方的空中防御能力，在現代戰場中擁有重要的地位。反輻射雷達常采用基于相位干涉儀的測向方法，具有實現簡單、實時性高、技術成熟等優點，但其測向精度和角度分辨率均受到天線陣尺寸以及結構布局的限制，且存在角度模糊的問題?，F代戰場電磁環境日趨復雜，對反輻射雷達的性能提出了越來越高的要求，傳統的測向方法難以適應以及滿足系統對測向性能的需求。

MUSIC算法是最為經典的空間譜估計超分辨測向算法，開創了子空間類陣列信號處理算法研究的先河，是陣列信號處理算法研究中的一個大的突破，可有效的應用于反輻射雷達系統中，利用空間天線陣列構成的處理系統來完成對目標信號參數的準確估計，大大改善在系統處理帶寬內空間信號的角度估計精度、角度分辨力及其他相關參數精度，從而提高系統的測向性能。但常規的MUSIC算法需要進行矩陣分解和多維搜索，運算量極大，對系統硬件配置要求較高，且難以滿足反輻射雷達系統實時性的需求。

《極化敏感陣下非信號DOA與極化參數聯合估計方法》(專利申請號CN201410614481.5，申請日2014.11.04，申請人：中國航天科工集團第三研究院第八三五七研究所)，介紹了一種極化敏感陣列下非圓信號DOA與極化參數聯合估計方法，利用信號的非圓特性將混合入射信號中的圓信號與非圓信號分開依次進行估計，減少兩類信號的互相干擾，提升了估計性能。該專利將譜估計的四維搜索降為二維搜索，在一定程度上降低了運算量，但對于反輻射雷達實時性的要求還有一定的差距。

《一種基于支持向量機的單比特空間譜估計方法》(專利申請號CN201611109930.6，申請日2017.03.22，申請人：哈爾濱工業大學)，解決了在單比特極端量化和超大規模天線陣情形，克服了傳統空間譜估計不僅計算量大，而且精度很差的問題。該專利能夠簡化接收機構以及提高空間譜估計的精度，但是需要根據單比特接收數據，構造樣本訓練模型，并計算分類系數向量，增加了運算的復雜度，難以滿足快速高分辨測向的要求。

《基于快速實時空間譜估計超分辨測向裝置的測向方法》(專利申請號CN200810137464.1，申請日2008.11.06，申請人：哈爾濱工程大學)，提供了一種基于快速實時空間譜估計超分辨測向裝置的測向方法，主要由一組DSP構成的主從DSP并行信號處理模塊、由FPGA構成的邏輯控制模塊和通信接口模塊三部分組成。該專利能夠同時對多個輻射源進行快速精確測向，主要介紹測向裝置的實現，并沒有具體說明測向流程和角度估計方法。

常用的成熟測向方法為干涉儀測向，論文《均勻圓陣干涉儀測向算法》(作者：趙明峰等，期刊：艦船電子對抗，發表日期2015年8月)提出了一種均勻圓陣干涉儀測向方法，通過仿真驗證，實現寬頻帶范圍內正確解模糊，具有較高的測向精度，但其解模糊成功率依賴于大量的基線，運算量大，且存在一定的模糊概率。