[發(fā)明專利]基于空間譜估計的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210146673.2
• 申請日: 2022-02-17
• 公開（公告）號: CN114200390B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冷毅;王資;王冰切;黎靜;亓?xí)酝?/a>;周錦;曾英航
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S3/74
• 代理公司: 武漢華之喻知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42267
• 代理人: 李君;廖盈春

1.一種基于空間譜估計的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將被動雷達導(dǎo)引頭對應(yīng)的天線陣在俯仰面和/或方位面上轉(zhuǎn)動；

（2）獲取時間T內(nèi)天線陣中各天線陣元接收到的輻射信號數(shù)據(jù)，且設(shè)定輻射源數(shù)量N；其中，所述輻射信號由所述輻射源產(chǎn)生；

（3）根據(jù)所述輻射源數(shù)量和時間T內(nèi)兩時刻各天線陣元接收到的輻射信號數(shù)據(jù)，采用空間譜估計方法，估計兩時刻各輻射源相對于天線陣坐標(biāo)系的空間譜；

（4）利用天線陣相對被動雷達導(dǎo)引頭機體在俯仰面和方位面上的轉(zhuǎn)動角，計算天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；

（5）根據(jù)兩時刻各輻射源相對于天線陣坐標(biāo)系的空間譜，結(jié)合天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算兩時刻各輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系的空間譜；

（6）根據(jù)所述兩時刻各輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系的空間譜，采用Kalman濾波，生成時間T內(nèi)輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)的空間譜；

（7）將所述時間T內(nèi)輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)的空間譜中各俯仰角和各方位角兩兩比較，若所有兩兩俯仰角的差值均大于俯仰角分辨角，且所有兩兩方位角的差值均大于方位角分辨角，則N為估計的輻射源數(shù)量，否則，N減1，轉(zhuǎn)至步驟（3）；其中，N為大于等于2的整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向方法，其特征在于，所述空間譜估計為MUSIC或ESPRIT方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向方法，其特征在于，所述天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣為：

其中，為所述天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；α和β為天線陣相對被動雷達導(dǎo)引頭機體在俯仰面和方位面上的轉(zhuǎn)動角。

4.一種基于空間譜估計的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向裝置，其特征在于，包括：

天線陣隨動系統(tǒng)，用于將被動雷達導(dǎo)引頭對應(yīng)的天線陣在俯仰面和/或方位面上持續(xù)轉(zhuǎn)動；

數(shù)據(jù)采集設(shè)置系統(tǒng)，用于獲取時間T內(nèi)天線陣中各天線陣元接收到的輻射信號數(shù)據(jù)，且設(shè)定輻射源數(shù)量；其中，輻射信號由輻射源產(chǎn)生；

空間譜估計系統(tǒng)，用于根據(jù)輻射源數(shù)量和時間T內(nèi)兩時刻各天線陣元接收到的輻射信號數(shù)據(jù)，采用空間譜估計方法，估計兩時刻各輻射源相對于天線陣坐標(biāo)系的空間譜；

旋轉(zhuǎn)矩陣計算系統(tǒng)，用于利用天線陣相對被動雷達導(dǎo)引頭機體在俯仰面和方位面上的轉(zhuǎn)動角，計算天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；

空間譜轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于根據(jù)兩時刻各輻射源相對于天線陣坐標(biāo)系的空間譜，結(jié)合天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣，計算兩時刻各輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系的空間譜；

時間段空間譜生成系統(tǒng)，用于根據(jù)兩時刻各輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系的空間譜，采用Kalman濾波，生成時間T內(nèi)輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)的空間譜；

二維測向參數(shù)的判定系統(tǒng)，用于將時間T內(nèi)輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)的空間譜中各俯仰角和各方位角兩兩比較，若所有兩兩俯仰角的差值均大于俯仰角分辨角，且所有兩兩方位角的差值均大于方位角分辨角，則N為估計的輻射源數(shù)量；所述時間T內(nèi)輻射源相對于被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)的空間譜中各俯仰角和各方位角為測向參數(shù)；否則，N減1，驅(qū)動所述空間譜估計系統(tǒng)執(zhí)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向裝置，其特征在于，所述空間譜估計為MUSIC或ESPRIT方法。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向裝置，其特征在于，所述天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣為：

其中，為所述天線陣坐標(biāo)系到被動雷達導(dǎo)引頭機體坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣；α和β為天線陣相對被動雷達導(dǎo)引頭機體在俯仰面和方位面上的轉(zhuǎn)動角。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的被動雷達導(dǎo)引頭二維測向裝置，其特征在于，俯仰角分辨角和方位角分辨角根據(jù)被動雷達導(dǎo)引頭的性能指標(biāo)確定。