[發明專利]一種基于雙天線時延無源定位對抗方法

在審

• 申請號: 202010066198.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111273223A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 任品毅;張仕琪;杜清河
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/06;H04W4/02;H04W12/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種基于雙天線時延無源定位對抗方法，無源定位過程中包括發射端、合法接收端及非法接收端，其中，非法接收端為由三顆衛星組成的無源定位系統，信號經發射端廣播發射給合法接收端，同時，由于信號發射的廣播特性，非法接收端也能夠接收到發射端發射的信號，其特征在于，包括以下步驟：

1)在發射端安裝雙天線，再建立地固坐標系及以發射端為原點的站心坐標系，并構建各天線的發射信號；

2)根據步驟1)中發射端天線的布置需求，確定兩根天線的中心向量，再計算各衛星與發射端的相對位置以及該相對位置的方向向量與各天線的中心向量之間的夾角；

3)根據步驟2)計算得到的各衛星與發射端的相對位置以及該相對位置的方向向量與各天線的中心向量之間的夾角，確定各天線在衛星接收方向的天線增益，并計算各天線發射信號的輻射強度以及各衛星方向上各天線的發射功率；

4)根據步驟1)建立的地固坐標系及站心坐標系，計算衛星接收端與發射端之間的距離，再根據發射信號的波長及發射功率對發射端信號傳輸進行信道建模，并計算各衛星接收端接收到的信號；

5)根據步驟4)得到的各衛星接收到的信號進行時差估計，得信號從發射端到達各衛星的時差值；

6)根據步驟5)得到的時差值計算各衛星與發射端之間距離的差值，通過計算解析解并利用高程信息進行定位計算，以確定輻射源的位置。

2.根據權利要求1所述的基于雙天線時延無源定位對抗方法，其特征在于，步驟1)中，站心坐標系為以站心為坐標原點u₀而建立的坐標系，其中，x_g軸指向正東，y_g軸指向正北，z_g軸與前兩者成右手準則關系，且與地表垂直指向上方，u₀的坐標為：

衛星s₁的地固坐標與站心坐標的轉換公式為：

其中，L和B分別為該坐標的經度及緯度。

3.根據權利要求1所述的基于雙天線時延無源定位對抗方法，其特征在于，各天線的發射信號采用同樣的CDMA擴頻信號，各天線使用不同的時延，設傳輸信號x(t)＝Re{s(t)exp(j2πf_ct)}，其中，s(t)為調制信號包絡，天線1的發射信號天線2的發射信號其中，T為預設的時延值，T為擴頻信號的碼片周期的整數倍。

4.根據權利要求3所述的基于雙天線時延無源定位對抗方法，其特征在于，發射機的天線使用簡單天線方向圖，天線增益的表達式為：

其中，θ為與天線增益中心向量的夾角，θ_3dB為3dB波束寬度，θ_3dB＝70°，最大衰落值G_m＝20dB；

設衛星定位中其中兩顆衛星相對位置朝向為正南北方向，設天線i的中心向量表示天線i中心向量At_i與y_g軸的夾角；

天線i的中心向量At_i與輻射源衛星j方向向量g_j之間的夾角θ_ij為：

發射端天線到接收端天線的接收功率使用弗里斯公式計算，衛星天線接收到的信號功率為：

其中，r_j為衛星j與目標u₀之間的距離。

5.根據權利要求4所述的基于雙天線時延無源定位對抗方法，其特征在于，衛星通信信道只有直射信號且無陰影遮蔽效應，只考慮路徑損耗，則天線i到衛星j的信道衰落幅度

衛星接收到的經過信道傳播的信號的表達式為：

其中，n_ij為天線i到衛星j之間信道的噪聲，該噪聲屬于高斯白噪聲。