[發(fā)明專利]一種基于等勢(shì)尋優(yōu)的單波束測(cè)向系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011127696.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112346003A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬定坤;徐常志;邵應(yīng)昭;杜宇;平一帆;王蘇君;鄭小松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01S3/14
• 分類號(hào): G01S3/14
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發(fā)明一種基于等勢(shì)尋優(yōu)的單波束測(cè)向系統(tǒng)，包括等勢(shì)搜索模塊、偏心搜索模塊、方位角計(jì)算模塊、仰角計(jì)算模塊、測(cè)向天線、接收機(jī)。在方位角計(jì)算模塊中，根據(jù)偏心搜索模塊輸出的偏心掃描曲線，提取曲線的正交分量，計(jì)算掃描曲線的初相位，即為方位角信息；在仰角計(jì)算模塊中，根據(jù)方位角計(jì)算模塊輸出的方位角信息，等間隔劃分仰角，并圓周掃描，找出掃描能量最小的仰角，即為干擾源幾何位置對(duì)應(yīng)的仰角。方案僅需要單通道單波束，工程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，通信衛(wèi)星干擾源測(cè)向應(yīng)用中，方案利用現(xiàn)有通信衛(wèi)星的天線和接收機(jī)，不需要額外增加硬件，且為單星干擾源測(cè)向體制，具有廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于等勢(shì)尋優(yōu)的單波束測(cè)向系統(tǒng)，屬于利用單天線單通道干擾源測(cè)向技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前國(guó)際上成熟運(yùn)轉(zhuǎn)、性能良好的衛(wèi)星干擾定位系統(tǒng)均采用雙星定位結(jié)構(gòu)，目前雙星定位系統(tǒng)中，以美國(guó)Kratos的satid定位精度最高，可以達(dá)到5km以內(nèi)，是雙星結(jié)構(gòu)是現(xiàn)今干擾源定位的研究重點(diǎn)。但雙星干擾源定位結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，工程實(shí)現(xiàn)成本大。為此，單星干擾源定位也是一個(gè)重要的研究方向，單星干擾源定位常用的方法是干涉儀測(cè)向、比幅測(cè)向以及空間譜估計(jì)(MUSIC、ESPRIT)等測(cè)向方法，其中比幅測(cè)向?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但精度有限；干涉儀及空間譜的方法，測(cè)向精度高，卻需要天線陣列及多個(gè)接收通道，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，難以滿足干擾源定位的特殊應(yīng)用場(chǎng)景要求。為此，基于通信衛(wèi)星現(xiàn)有平臺(tái)與資源，項(xiàng)目的單波束干單通道對(duì)干擾源進(jìn)行測(cè)向與定位，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題為：克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于等勢(shì)尋優(yōu)的單波束測(cè)向系統(tǒng)，解決通信衛(wèi)星干擾源測(cè)向的問(wèn)題，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于不需要增加專門的測(cè)向設(shè)備，利用通信衛(wèi)星現(xiàn)有的天線與通道，即可完成干擾源測(cè)向，具有測(cè)向系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、測(cè)向精度高的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種基于等勢(shì)尋優(yōu)的單波束測(cè)向系統(tǒng)，包括：等勢(shì)搜索模塊、偏心搜索模塊、方位角計(jì)算模塊、仰角計(jì)算模塊、測(cè)向天線模塊；測(cè)向天線模塊包括測(cè)向天線和接收機(jī)；

測(cè)向天線模塊中測(cè)向天線能夠接收干擾源輻射的電磁信號(hào)，并送至接收機(jī)，通過(guò)接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)濾波與放大后送至等勢(shì)搜索模塊。

等勢(shì)搜索模塊，對(duì)水平搜索區(qū)域等間隔劃分，得到劃分后的水平搜索區(qū)域的數(shù)量m；并對(duì)垂直搜索區(qū)域等間隔劃分，得到劃分后的垂直搜索區(qū)域的數(shù)量n；

根據(jù)劃分后的水平搜索區(qū)域的數(shù)量m和劃分后的垂直搜索區(qū)域的數(shù)量n，確定干擾源輻射信號(hào)能量矩陣P_m，n；

對(duì)能量矩陣P_m，n中的元素進(jìn)行逐行搜索，提取整個(gè)能量矩陣最大元素對(duì)應(yīng)的水平方向坐標(biāo)m_max和垂直方向坐標(biāo)n_max；

根據(jù)整個(gè)能量矩陣最大元素對(duì)應(yīng)的水平方向坐標(biāo)m_max，確定干擾源水平方向角度pha_x1；根據(jù)整個(gè)能量矩陣最大元素對(duì)應(yīng)的垂直方向坐標(biāo)n_max，確定干擾源垂直方向角度pha_y1；

根據(jù)干擾源水平方向角度pha_x1、干擾源垂直方向角度pha_y1，確定干擾源的初方位角pha_ini與初仰角theta_t_ini；

等勢(shì)搜索模塊將估計(jì)的初方位角pha_ini和初仰角theta_t_ini輸出到偏心搜索模塊。

偏心搜索模塊，設(shè)定方位角偏差pha_delta、仰角偏差theta_t_delta，根據(jù)等勢(shì)搜索模塊確定的初方位角pha_ini和初仰角theta_t_ini以及定義的方位角偏差pha_delta，仰角偏差theta_t_delta，確定測(cè)向天線的偏心方位角pha和偏心仰角theta_t；

根據(jù)測(cè)向天線的偏心方位角pha和偏心仰角theta_t，控制測(cè)向天線，圍繞干擾源位置，進(jìn)行偏心圓錐掃描，得到與掃描時(shí)間序列對(duì)應(yīng)的測(cè)向天線接收到的干擾源能量序列U_r；