[發(fā)明專利]一種分布式相參雷達測角方法

有效

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• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110988835B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 涂剛毅;王雪琦;吳少鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種分布式相參雷達測角方法。針對分布式陣列的波束存在柵瓣影響，導致的測角模糊問題，通過采用多種組合陣列的方法，對角度進行高精度測量并解模糊。具體步驟包括：1)陣元級波束形成；2)子陣級波束形成；3)模糊角度估計；4)組合陣列DBF；5)組合陣列角度估計；6)解模糊處理。本發(fā)明可以對單脈沖比相測角進行解模糊處理，得到高精度無模糊的角度估計值。

技術領域

本發(fā)明涉及稀疏陣列測角技術領域。

背景技術

近年來，隨著應用領域的不斷拓展和應用層次的不斷深入，大孔徑雷達因為其機動性差，效費比低等缺點限制，難以滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場作戰(zhàn)需求。林肯實驗室于2003年提出了分布式相參雷達概念，并將其作為下一代彈道導彈防御系統(tǒng)的方向。它的核心思想是以小而分布的雷達或陣列天線進行信號相參融合以實現(xiàn)大孔徑雷達的探測性能。分布式相參雷達是“化整為零”思想的結(jié)晶。相對于大孔徑雷達，分布式相參雷達可實現(xiàn)快速移動，及時變換陣地，生存能力強。同時，分布式相參雷達具有易于維護和易于拓展的特點，既能要地部署也可前沿部署，作戰(zhàn)形式靈活多樣。

目標定位與角度測量作為雷達系統(tǒng)的基本功能之一，是一個重要的研究方向。分布式相參雷達由于其陣列分散布置，因此其測角可以看作是稀疏陣列測角問題。分布式相參雷達通過陣列稀疏分布形成虛擬孔徑，等效孔徑大于各個單元雷達孔徑之和，合成波束變窄，可以提高了雷達的角度分辨率。但同時由于其稀疏分布，波束會產(chǎn)生柵瓣現(xiàn)象，從而容易出現(xiàn)測角模糊問題。因此，高精度無模糊的測角是需要解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服一維分布式相參陣列測角模糊和精度不高的缺點，通過將陣列進行多種組合和劃分，對多種組合方式的計算結(jié)果進行綜合處理得到無模糊的高精度角度估計值。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，提出了一種分布式相參雷達測角方法，包括以下步驟：

S1陣元級波束形成：以陣元為單位，各子陣(單元雷達)內(nèi)作接收波束形成處理；

S2子陣級波束形成：對子陣進行劃分，形成兩種不同形態(tài)的子陣劃分方式，然后作以子陣為單位作波束形成計算和波束和差波束；

S3模糊角度估計：計算和差波束比，并根據(jù)對應的數(shù)值關系得到多個模糊角度估計值；

S4組合陣列波束形成：對分布式陣列進行陣元級重新組合，形成完全相同的兩個子陣，且子陣間距滿足無模糊的角度估計，分別對兩子陣其進行波束形成；

S5組合陣列測角：計算和差波束比，并根據(jù)對應的數(shù)值關系得到組合陣列的角度估計值；

S6解模糊處理：對三種情況下估計得到的角度值進行解模糊處理，得到高精度無模糊的角度估計值。

本發(fā)明實施過程及信息處理流程如圖2所示。

采用本發(fā)明所述的方法，通過對分布式陣列進行多種組合形成子陣，可以解除由于稀疏分布造成的測角模糊，同時實現(xiàn)對目標的角度的高精度估計。

附圖說明

圖1：一維分布式線陣結(jié)構(gòu)圖。其中：分布式線陣結(jié)構(gòu)包括個N子陣，每個陣列包括M個陣元，陣元間距為d，子陣間距為D。

圖2：分布式相參雷達高精度測角信息處理流程圖。其中：圖中S1-S6分別與發(fā)明內(nèi)容中表述的S1-S6過程對應。

圖3：子陣組合方式示意圖。其中：圖(a)虛線框內(nèi)的子陣構(gòu)成組合子陣1，實線框內(nèi)的子陣構(gòu)成組合子陣2；圖(b)虛線框內(nèi)的子陣構(gòu)成組合子陣3，實線框內(nèi)的子陣構(gòu)成組合子陣4；圖(c)虛線連接的陣元構(gòu)成組合子陣5，實線連接的陣元構(gòu)成組合子陣6。

具體實施方式

本發(fā)明實施過程及信息處理如圖2所示，具體描述為以下過程：