[發明專利]一種超寬帶校正幅相融合測向方法及系統

在審

• 申請號: 202111172561.6
• 申請日: 2021-10-05
• 公開（公告）號: CN113985345A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 徐思遠;李宏圓;李霄;姚群;馬干軍
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二三研究所
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G06F16/25;G06F16/22
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

本發明公開了一種超寬帶校正幅相融合測向方法及系統，FPGA作為系統的主控芯片，內部處理PDW信息，該超寬帶校正幅相融合測向方法具體步驟為：將測向天線陣列布置在轉臺上，校正源連接發射天線作為輻射源，首先進行多通道幅度校正，減小通道的固有誤差，然后利用轉臺轉動測向天線，獲取0～360°不同方位輻射源信號的幅度和相位差，生成n路通道特征向量，按照測向天線的轉動方位和已知的校正源頻率對這些特征向量進行存儲，處理后形成數據庫，最后測向時將實時計算的數據與數據庫進行相關計算得出方向角，輸出處理結果。本發明可以有效減小系統通道固有誤差，以較低設備量實現較高測向精度。

技術領域

本發明屬于電子信息測向技術領域，特別是一種超寬帶校正幅相融合測向方法及系統。

背景技術

近年來，通信、雷達與電子對抗領域的飛速發展，新體制雷達越來越多得到應用，電磁環境越來越高密度復雜，研制具有超寬帶、高靈敏度、大動態范圍和具有同時到達信號適應能力的寬帶數字接收機刻不容緩。

目前對來波方位測量的主要方式有比幅體制，時間差體制，空間譜體制，干涉儀體制等。比幅體制是依據電波在行進中，利用測向天線陣的方向特性，對不同方向來波接收信號幅度的不同測定方向。時間差體制依據電波在行進中，通過測量電波達到測向天線陣各個測向天線單元時間上的差別確定電波到來的方向。空間譜體制尚在研究試驗階段，要求具備寬帶測向天線以及各個天線陣元之間和多信道接收機之間電性能具有一致性。干涉儀體制依據電波在行進中，從不同方向來的電波達到測向天線陣時，在空間上個測向天線單元接收的相位不同，其相位差也不同，從而確定來波方向，但是當天線間距大于0.5個波長時，會引起相位模糊，常采用長，短基線結合的方式，對系統要求高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超寬帶校正幅相融合測向方法及系統，以FPGA為基礎，以現有測向方法精度不高、較復雜且成本高的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種超寬帶校正幅相融合測向方法，包括以下步驟：

多通道幅度校正：以固定功率點進行校正，掃完后得到不同功率下n路收到的幅度值，擬合出一條曲線，測向時根據信號功率取擬合曲線上對應的幅度作為計算幅度，減小固有幅度誤差；

幅相融合數據庫的形成：將測向天線陣列布置在轉臺上，設置信號頻率，獲取0～360°不同方位輻射源信號的幅度和相位差，分別按照n路通道計算形成特征向量，按照測向天線的轉動方位和信號頻率對這些特征向量進行存儲，再經過內插值平滑算法進行處理，最終形成校正表數據庫；

基于數據庫的測向：實時測量某一方向時，獲取n個通道的虛實部和經校正后的幅度，計算得出前端一通道對齊幅相向量，根據頻率索引到數據庫中的特征向量，對所有的角度計算復數并取模，尋找最大值對應的方位，該方位即為測向結果。

一種超寬帶校正幅相融合測向系統，包括校正源、上位機、FPGA、接收機、轉臺；

所述校正源于上位機信號連接，校正源連接發射天線作為輻射源；

所述轉臺與上位機信號連接，控制接收機方位，用于獲取0～360°不同方位輻射源信號的幅度和相位差；

所述FPGA通過串口與上位機連接，將實時處理結果傳輸給上位機；所述FPGA先對多通道幅度進行校正，測向時根據信號功率取擬合曲線上對應的幅度作為計算幅度；然后獲取0～360°不同方位輻射源信號的幅度和相位差，分別按照n路通道計算形成特征向量，按照測向天線的轉動方位和信號頻率對這些特征向量進行存儲，再經過內插值平滑算法進行處理，最終生成校正表數據庫；實時測向時，獲取n個通道的虛實部和經校正后的幅度，計算得出前端一通道對齊幅相向量，根據頻率索引到數據庫中的特征向量，對所有的角度計算復數并取模，尋找最大值對應的方位作為測向結果。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：