[發明專利]一種基于神經網絡的干涉儀角度解算方法

有效

• 申請號: 202010791037.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111983555B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 郭磊;余建宇;喬宏樂
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S3/40
• 分類號: G01S3/40;G06N3/044;G06N3/0464;G06N3/084
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

本發明涉及一種基于神經網絡算法的干涉儀角度解算方法，通過多層神經網絡擬合干涉儀測角方程曲線，從而根據輸入的頻率和相位信息即可計算來波信號到達角。本發明可針對單部干涉儀獨立訓練，從而省去干涉儀的校正過程，同時可提高測角精度。本發明具備對干涉儀布陣方式不敏感的特性，可通過相同的訓練方式適應多種不同干涉儀布陣方式。同時，本發明對來波信號角度范圍不敏感，可擬合大角度條件下的非線性曲線，因此可擴展干涉儀的角度測量范圍。

技術領域

本發明屬于電子對抗數據處理技術領域，尤其是針對干涉儀電子偵察系統的角度計算方法，進一步還涉及干涉儀電子偵察系統的天線布陣方式與校準方法，以簡化干涉儀電子偵察系統的校準流程，拓展布陣方式并提高測向精度。

背景技術

電子偵察系統使用快速高精度、高識別率的無源被動探測技術進行戰場監視和態勢感知已成為現代戰爭重要的信息獲取手段。干涉儀設備具有對它信號源進行定位測向的能力，同時具備系統精度高、靈敏度高、抗干擾性強、數據處理時間短、工作頻率范圍寬等優點而被廣泛使用，其作為電子偵察系統重要組成部分，主要作用：1輻射源的分選、識別提供可靠依據(輻射源空間位置無法捷變)；2高精度的輻射源方位角測量并進一步實施無源定位；3為電子干擾和摧毀攻擊提供引導。干涉儀測向系統利用電磁波到達測向天線陣各天線間信號的相位差來進而推測來波程差，根據天線間距和波程差確定來波方向。

根據干涉儀測向原理，其測向精度和相位測量精度、天線布陣方式等多方面因素有關。

干涉儀系統相位測量精度主要由天線相位特性、接收機相位一致性以及噪聲導致的相位抖動等的影響，在傳統的干涉儀角度測量方法中，在基線尺寸確定的條件下，相位抖動與測角精度近似為線性關系。

傳統干涉儀系統布陣方式直接確定了角度解算的算法，即角度解算公式取決于天線布陣的方式與布陣參數。在不同應用場景下，對布陣方式及參數進行改變需要重新推導角度解算公式及參數。

在實際的測向中，還會出現多值模糊的問題，需要使用解模糊的算法找到真實的相位差。傳統干涉儀采用的解模糊算法需要以角度和相位差的近似線性關系為前提，這種近似線性關系只存在于小的角度測量下，而在大角度測量條件下，相位差與角度的相關性不再是線性的，因此傳統干涉儀在非線性的角度測量區域內解模糊準確性下降較為嚴重。

綜上所述，傳統干涉儀角度計算方法存在三方面缺陷：

[1]缺乏對相位抖動的有效抑制或基于統計、擬合的相位抖動適應算法，因此測角精度會直接受到系統的相位抖動強度影響；

[2]天線布陣形式單一，即對應用場景的適應性單一，在需要改變天線布陣時所需要的理論計算和驗證工作較多，并且無法通過統一的算法實現對多種布陣方式的適應；

[3]適應的解模糊角度范圍較小，在大角度解模糊時準確性下降嚴重。

發明內容

要解決的技術問題

為了改善現有干涉儀在大帶寬條件下的校正參數較多以及相位抖動引起的測角精度惡化較為嚴重的問題，本發明提出一種基于神經網絡的干涉儀角度解算方法。

技術方案

一種基于神經網絡的干涉儀角度解算方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：利用干涉儀獲取確定角度下的相位信息；對獲得的信息進行預處理：

S101、在微波暗室中，將干涉儀安裝于實驗轉臺，利用轉臺調整干涉儀與信號源之間的角度，按照一定的角度間隔調整轉臺，利用干涉儀對信號的相位及頻率進行測量，干涉儀的4個測量天線得到四個不同的相位值，同一信號對應一個頻率值f；

S102、根據先驗信息，刪除一些明顯是干擾信號的相位數據；