[發明專利]一種結合時差法及時間反演技術的方向性輻射源定位方法

在審

• 申請號: 202111668049.0
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114325131A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 謝彥召;李啟;惠康
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;中國航天科工集團第二研究院第二總體設計部
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明涉及電磁輻射源定位領域，尤其涉及一種結合時差法及時間反演技術的方向性輻射源定位方法，包括S1，選取多個區域內的隨機觀測點r_m(x_m,y_m)進行電磁輻射時域全波信號的接收，并記錄輻射源產生的瞬間電場信號E(r_m,t)；S2，對隨機觀測點r_m(x_m,y_m)接受到的信號E(r_m,t)提取峰值點對應的時刻t_m，利用TDOA方法進行預定位，獲取預定位點S3，以預定位點為中心，在預定位點附近利用EMTR技術定位輻射源位置。本發明通過利用TDOA技術進行預定位、利用EMTR技術進行精確定位，有效結合了兩者的優勢，既克服了方向性輻射特性對TDOA帶來的不利影響，也彌補了傳統EMTR技術耗時較長、內存需求較大的不足。

技術領域

本發明涉及電磁輻射源定位領域，具體為一種結合時差法及時間反演技術的方向性輻射源定位方法。

背景技術

有意電磁干擾(Intentional Electromagnetic Interference,IEMI)日益收到電磁兼容領域的關注。IEC61000-2-13中把IEMI定義為人為有意產生的電磁能量，以引入到電氣和電子系統中，繼而對系統造成不利的影響，輕者信號受擾、邏輯混亂，重者負載短路、絕緣擊穿。其一般可分為輻射及傳導干擾兩類，前者通常指高功率微波輻射源等，由脈沖產生器及大功率輻射天線組成，具有作用距離遠、頻譜分量寬、極強方向性等特性，因而受到更為廣泛的關注。

為了避免IEMI輻射源帶來的威脅，對其精準定位繼而采取有效措施進行防范是首選的可行措施。目前，用于輻射源空間定位的方法主要包括來波方向法(Direction ofArrival，DOA)、能量衰減法(Received Signal Strength Indication，RSSI)、起始時刻法(Time of Arrival，TOA)、時差定位法(Time Difference of Arrival，TDOA)等，通過提取輻射源產生的信號到達測點的角度差、能量差、時間差等特征信息進行定位。一般而言，上述算法在使用中，通常將輻射源視為無方向性的點源，不考慮輻射方向性帶來的影響。但當應用于IEMI輻射源定位中時，考慮到該類輻射源通常由具有較強方向性的輻射天線形成，天線增益與輻射方向、信號頻率有關。

參照圖1，通常輻射信號包含多個頻率分量，各方向、各頻點衰減并不一致，繼而形成較強的方向性輻射特性，使得位于不同位置處的接收天線時域響應信號波形特征不一致，會導致上述方法難以提取出準確的波形信息，產生定位誤差。因此，針對具有極強方向性的IEMI輻射源，亟需一種精準的定位方法。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種結合時差法及時間反演技術的方向性輻射源定位方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種結合時差法及時間反演技術的方向性輻射源定位方法，包括以下步驟：

S1，選取多個區域內的隨機觀測點r_m(x_m,y_m)進行電磁輻射時域全波信號的接受，并記錄輻射源產生的瞬間電場信號E(r_m,t)，其中，x_m、y_m為隨機觀測點的坐標點，m為隨機觀測點序號，t∈[t_s,t_s+T]，t_s是測量起始時刻，T為信號采樣記錄長度；

S2，對隨機觀測點r_m(x_m,y_m)接受到的瞬間電場信號E(r_m,t)提取峰值點和峰值點對應的時刻t_m，利用TDOA方法進行預定位，獲取預定位點為預定位點的坐標點；

S3，以預定位點為中心，在預定位點附近利用EMTR技術確定輻射源位置。