[發明專利]基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法

有效

• 申請號: 202110757276.4
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113504554B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 馬菁濤;孫思月;梁廣;黃鵬輝;余金培;姜興龍;趙璐璐;王亞萍;呂松玲;趙元瑞
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/48
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明提供了一種基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法，包括：利用通信相控陣的陣列資源確定干涉儀基線；對通信相控陣進行劃分，形成非均勻相控陣子陣；依據地面目標位置的粗略先驗信息，對相控陣子陣的接收信號進行信號合成，形成合成信號；對合成信號分別采用頻域積累方式鑒相；根據所述干涉儀基線完成二維合成干涉儀測向，以在星上資源受限情況下實現對弱信號的高效實時測向。

技術領域

本發明涉及航天衛星技術領域，特別涉及一種基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法。

背景技術

近年來，隨著高科技技術的迅猛發展，地面輻射源目標逐漸向小型化和低功耗趨勢發展，在瞬息萬變的復雜電磁環境中高效感知這類目標具有重要意義。星載偵察系統可大面積偵收無線電信號，從而有效感知電磁環境。然而由于現代電磁環境日益復雜多變且發射源裝備小型化后輻射能量微弱，導致衛星相控陣天線接收的電磁信號功率十分微弱，因而對微弱目標信號的可靠探測成為星載偵察系統的重要任務之一。實際工程中，為增強星載偵察系統對微弱目標信號的感知能力，通常需要大型陣列天線提高信號接收增益。但星載設備重量、功耗和成本等受到嚴格限制，因而在星上資源限定條件下實現微弱信號的高精度測向是當前偵察衛星面臨的嚴峻挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法，以解決現有的偵察衛星難以實現微弱信號的高精度測向的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法，包括：

利用通信相控陣的陣列資源確定干涉儀基線；

對通信相控陣進行劃分，形成非均勻相控陣子陣；

依據地面目標位置的粗略先驗信息，對相控陣子陣的接收信號進行信號合成，形成合成信號；

對合成信號分別采用頻域積累方式鑒相；

根據所述干涉儀基線完成二維合成干涉儀測向，以在星上資源受限情況下實現對弱信號的高效實時測向。

可選的，在所述的基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法中，還包括：

選取通信相控陣中的4條干涉儀基線，以構成二維長短組合基線干涉儀；

出于建模簡便以及測向精度的考慮，4條干涉儀基線中的長基線優先選取通信相控陣陣面中二維坐標軸上的最長基線；

對通信相控陣進行非均勻子陣劃分，選取通信相控陣中N個陣元構成相控陣主陣，以形成高增益波束，根據干涉儀基線分別選取M個陣元構成5個相控陣子陣；

根據先驗已知的粗略輻射源來向信息，計算相控陣子陣合成的加權值，以對各個相控陣子陣接收信號進行合成；相控陣主陣與相控陣子陣合成后，使得所述合成信號采用頻域互相關的方式進行鑒相，得到鑒相結果；

采用干涉儀體制根據所述鑒相結果進行二維解模糊測向。

可選的，在所述的基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法中，還包括：

由先驗已知的粗略輻射源來向信息計算出各個相控陣子陣的合成加權值，合成加權值的計算方法如下：

其中，(x₀，y₀)為子陣陣元相對于參考陣元的坐標，λ為目標信號的波長。

可選的，在所述的基于星載相控陣的非均勻子陣合成干涉儀測向方法中，還包括：

根據合成加權值對各個相控陣子陣進行合成，相控陣子陣加權合成后結果如下：

Array_out＝ω^HX