[發(fā)明專(zhuān)利]基于空間譜估計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭二維測(cè)向方法及裝置

有效

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

本發(fā)明提供了基于空間譜估計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭二維測(cè)向方法及裝置，屬于電子對(duì)抗技術(shù)領(lǐng)域，方法包括：將被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)應(yīng)的天線(xiàn)陣在俯仰面和/或方位面上轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)定輻射源數(shù)量N；采用空間譜估計(jì)方法，估計(jì)輻射源相對(duì)于天線(xiàn)陣坐標(biāo)系的空間譜；利用俯仰面和方位面上的轉(zhuǎn)動(dòng)角，計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩陣；計(jì)算各輻射源相對(duì)于被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭機(jī)體坐標(biāo)系的空間譜；采用Kalman濾波，生成時(shí)間T內(nèi)輻射源相對(duì)于被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭機(jī)體坐標(biāo)的空間譜；若所有兩兩俯仰角的差值和兩兩方位角的差值分別均大于俯仰角分辨角和方位角分辨角，則N為估計(jì)的輻射源數(shù)量，否則N減1。本發(fā)明可以解決基于信息論的輻射源數(shù)估計(jì)方法繁瑣且在復(fù)雜電磁環(huán)境中準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子對(duì)抗技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于空間譜估計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭二維測(cè)向方法及裝置。

背景技術(shù)

被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭是以輻射源輻射的電磁信號(hào)為制導(dǎo)信息，將攻擊武器（如反輻射導(dǎo)彈、反輻射無(wú)人機(jī)等）導(dǎo)引至精確末制導(dǎo)作用距離內(nèi)，或直接導(dǎo)引機(jī)體命中輻射源。

現(xiàn)代被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭為了能快速搜索到目標(biāo)信號(hào)并測(cè)向，一般采用寬波束的圓極化天線(xiàn)進(jìn)行干涉儀測(cè)向，因此分辨角比較大。而在輻射源附近設(shè)置誘餌系統(tǒng)，利用了被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭寬波束、角分辨力低的固有缺點(diǎn)，使導(dǎo)引頭分辨不出目標(biāo)和誘餌信號(hào)，導(dǎo)致誘偏反輻射武器，使反輻射武器失效。因此，為提高反輻射武器抗誘偏能力，需要提高被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭的角分辨力，使其能分辨雷達(dá)和誘餌。

為提高角分辨力，空間譜技術(shù)成為了研究的熱點(diǎn)。因?yàn)榭臻g譜估計(jì)技術(shù)具有超高的空間信號(hào)分辨能力，能突破“瑞利限”；對(duì)于非相干誘餌，空間譜估計(jì)技術(shù)中經(jīng)典算法已較為成熟；對(duì)于相干誘餌，若采用空間譜估計(jì)測(cè)向，需要解相干；特別是導(dǎo)引頭需要提供目標(biāo)俯仰角和方位角信息，即要實(shí)現(xiàn)二維測(cè)向，需要使用平面陣列，典型的是均勻圓陣。而均勻圓陣相干信源的二維空間譜估計(jì)面臨諸多挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有文獻(xiàn)“均勻圓陣相干信源二維波達(dá)方向估計(jì)”中的雙圓陣并不適合被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭安裝空間的要求；現(xiàn)有文獻(xiàn)“基于均勻圓陣的信源數(shù)估計(jì)和測(cè)向算法研究”通過(guò)虛擬陣列平移技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在不犧牲孔徑的前提下實(shí)現(xiàn)均勻圓陣的信號(hào)解相干，但僅適用于沒(méi)有噪聲情況下的虛擬平移，當(dāng)存在噪聲時(shí)估計(jì)誤差較大。

另外，空間譜估計(jì)算法需要在已知輻射源數(shù)的情況下估計(jì)，一旦輻射源數(shù)估計(jì)不準(zhǔn)確，就無(wú)法得到正確的信號(hào)或噪聲子空間，導(dǎo)致來(lái)波方向估計(jì)錯(cuò)誤；傳統(tǒng)的基于信息論的方法能解決高斯白噪聲情況下的輻射源數(shù)估計(jì)，對(duì)于有色噪聲的情況，陸續(xù)研究出了改進(jìn)算法。現(xiàn)有文獻(xiàn)“相干信源波達(dá)方向估計(jì)中的若干問(wèn)題”提出了一種無(wú)需輻射源數(shù)先驗(yàn)信息的相干來(lái)波方向估計(jì)算法，但需要用到四階累積量矩陣，比較繁瑣。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)的瓶頸在于兩點(diǎn)：一是相干信源二維波達(dá)方向估計(jì)的解相干，二是輻射源數(shù)未知時(shí)的波達(dá)方向估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于空間譜估計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭二維測(cè)向方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭采用空間譜估計(jì)進(jìn)行測(cè)向時(shí)，需要在已知輻射源數(shù)的情況下估計(jì)，一旦輻射源數(shù)估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí)，無(wú)法得到正確的信號(hào)或噪聲子空間，導(dǎo)致來(lái)波方向估計(jì)錯(cuò)誤，進(jìn)而無(wú)法對(duì)被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭進(jìn)行準(zhǔn)確地二維測(cè)向的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種基于空間譜估計(jì)的被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭二維測(cè)向方法，包括以下步驟：

（1）將被動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭對(duì)應(yīng)的天線(xiàn)陣在俯仰面和/或方位面上轉(zhuǎn)動(dòng)，不僅可以擴(kuò)大搜索視場(chǎng)，還可以輔助解信號(hào)相干；

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

（3）根據(jù)所述輻射源數(shù)量和時(shí)間T內(nèi)兩時(shí)刻各天線(xiàn)陣元接收到的輻射信號(hào)數(shù)據(jù)，采用空間譜估計(jì)方法，估計(jì)兩時(shí)刻各輻射源相對(duì)于天線(xiàn)陣坐標(biāo)系的空間譜；