[發明專利]基于舵矢量模式匹配的寬帶閃電VHF輻射源測向方法

有效

• 申請號: 202010312103.7
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111487581B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 汪濤;黎松;沈同圣;于化鵬
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01R29/08
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發明公開了一種基于舵矢量模式匹配的寬帶閃電VHF輻射源測向方法，包括：步驟一、對輻射源測向陣列中多個測量單元進行編號并實時接收待測向輻射源輻射信號；步驟二、得到閉環延時向量以及第一舵矢量模式；步驟三、得到質量控制值；步驟四、對待測向輻射源所在的第一空間進行粗粒度遍歷，得到第一舵矢量模式矩陣；步驟五、對第一舵矢量模式與第一舵矢量模式矩陣中的每個舵矢量模式進行匹配；步驟六、確定縮小的第二空間；步驟七、對第二空間進行細粒度遍歷；步驟八、對第一舵矢量模式與第二舵矢量模式矩陣中的每個舵矢量模式進行匹配。本發明能夠實現對輻射目標的高精度和高可靠性的閃電VHF輻射源二維定位，適用于弱輻射源的定位。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種基于舵矢量模式匹配的寬帶閃電VHF輻射源測向方法。

背景技術

閃電甚高頻(Very High Frequency，VHF)輻射源定測向技術，又稱閃電VHF輻射源二維(方位角和俯仰角)定位，可對閃電放電通道的結構及其放電的時空演變過程進行成像分析，在閃電科學研究中發揮了重要作用。傳統的閃電VHF輻射源測向技術沿用至今20多年間，從到達時間技術(Time of Arrival，TOA)、窄帶干涉儀技術發展到了現在的寬帶干涉儀技術。其中，寬帶閃電VHF干涉儀技術以其較高時間分辨率、較高定位精度、孤立脈沖和連續輻射均適用的優勢已成為廣大研究人員研究閃電物理的重要工具。

目前，基于廣義互相關(Generalized Cross-Correlation，GCC)算法的連續寬帶閃電干涉儀技術在閃電VHF輻射源探測領域廣為使用。而傳統寬帶閃電VHF干涉儀技術一般只能使用3個天線組成的三角形陣列(多為直角三角形)實施測向，因其接收信息量和測向算法的局限性，以及閃電輻射源在空間、時間上分布的復雜性，傳統方法對于弱輻射源的定位能力有限，導致實際應用過程中產生誤判，從而影響閃電定位的精度和可靠性。所以，對傳統寬帶VHF輻射源測向技術進行改進是閃電VHF輻射源探測領域發展的必然趨勢，也是現階段乃至未來閃電科學研究的必然要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于舵矢量模式匹配的寬帶閃電VHF輻射源測向方法，該測向方法能夠實現對輻射目標的高精度和高可靠性的閃電VHF輻射源二維(方位角和俯仰角)定位，適用于弱輻射源的定位。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案實現：

一種基于舵矢量模式匹配的寬帶閃電VHF輻射源測向方法，所述寬帶閃電VHF輻射源測向方法包括如下步驟：

步驟一、對輻射源測向陣列中多個測量單元進行編號并實時接收待測向輻射源輻射信號；

步驟二、取出參與測向的數據段，對編號相鄰兩個測量單元接收到的待測向輻射源輻射信號進行互相關延時估計，得到所述輻射源測向陣列接收待測向輻射源輻射信號的閉環延時向量以及待測向輻射源輻射信號到達所述輻射源測向陣列的第一舵矢量模式；

步驟三、根據所述輻射源測向陣列接收待測向輻射源輻射信號的閉環延時向量，得到質量控制值；并判斷所述質量控制值是否滿足閾值，如是，則進入步驟四；如否，返回步驟二；

步驟四、對待測向輻射源所在的第一空間進行粗粒度遍歷，得到第一空間內任意入射方向的信號相對于所述輻射源測向陣列的第一舵矢量模式矩陣；

步驟五、對所述第一舵矢量模式與所述第一舵矢量模式矩陣中的每個舵矢量模式進行匹配，得到粗粒度測向結果；

步驟六、根據粗粒度測向結果和預先設定的細粒度，確定縮小的第二空間；

步驟七、對所述第二空間進行細粒度遍歷，得到第二空間內任意入射方向的信號相對于所述輻射源測向陣列的第二舵矢量模式矩陣；

步驟八、對所述第一舵矢量模式與所述第二舵矢量模式矩陣中的每個舵矢量模式進行匹配，從而得到待測向輻射源的方位。