[發明專利]一種基于均勻圓陣的干涉儀測向方法

在審

• 申請號: 202210582216.8
• 申請日: 2022-05-26
• 公開（公告）號: CN114994597A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 李銳其;周思余;張浩;劉亮;甘露
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S3/48
• 分類號: G01S3/48;G01S3/46
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于電子偵察技術領域，涉及一種基于均勻圓陣的干涉儀測向方法。本發明提供了一種利用基于均勻圓陣的干涉儀測向方法，結合比幅法和比相法，利用均勻陣列能夠提供全方位的方位角的特性和天線不同俯仰角的方向圖差異性，通過查詢數據庫的方法，進行干涉儀測向，完成信號源的方向測量估計。本發明的有益效果為，本發明可以進行實現比相法測向的360°全向測向，并校正俯仰角引起的幅相偏移，從而有效提高測向精度，較準確估計信號的入射角信息，在高信噪比條件下可以較準確估計出俯仰角信息，方法簡單，效果良好。

技術領域

本發明屬于電子偵察技術領域，涉及一種基于均勻圓陣的干涉儀測向方法。

背景技術

目前，信號探測通常采取有源探測與無源探測兩種方式。有源探測是指探測設備主動對外輻射信號，然后接收目標物體所反射的信號對目標位置完成測向，但隨著電子干擾與反輻射等雷達對抗技術的逐漸成熟，以雷達為代表的有源探測技術受到了日益嚴重的挑戰與威脅。而無源探測是指不需要探測設備主動向外輻射信號，僅利用目標輻射源向外輻射的信號對目標進行測向，確定目標位置。無源測向與有源測向系統相比，具有抗干擾能力強、低空探測能力強、頻率覆蓋范圍廣、作用距離遠和設備便攜性好等優點。常見的無源測向方法主要有振幅法測向、相位法測向、空間譜測向等。

比幅法和比相法是最常用的無源測向方法，具有方法實現簡單的特點，一般采用多個獨立的天線組成覆蓋360°方位的天線陣列，以比相測向法為主的天線陣列稱為干涉儀。在均勻圓陣干涉儀的實際測向過程中，由于目標信號相對于接收機通常會存在一定的俯仰角，而不同俯仰角下的天線方向圖不相同，因此俯仰角會導致陣元接收信號的相位和幅度產生偏移，從而使測向結果與無俯仰角條件下的結果出現較大的偏差。通過結合比幅法和比相法的測量結果，在使用實際陣元方向圖構造的數據庫中進行搜索，可以利用天線不同俯仰角的方向圖信息達到校正俯仰角引起的幅相偏移的目的。

發明內容

本發明的目的，是針對上述問題，提供了一種基于均勻圓陣的干涉儀測向方法，結合比幅法和比相法，利用圓陣天線能夠覆蓋360°全方位的方位角的特性和天線不同俯仰角下的方向圖差異性，通過查詢數據庫的方法，進行干涉儀測向，完成信號源的方向測量估計。

本發明的技術方案為：

一種基于均勻圓陣的干涉儀測向方法，結合比幅法和比相法兩個維度的信息，基于實際的天線方向圖構造鄰近陣元不同方位角和俯仰角的功率比和相位差數據庫，通過在實際天線方向圖構造的數據庫內搜索距離鄰近天線的信號相位差和功率比的測量值最近的數據位置實現校正俯仰角引起的幅相偏移，圖1所示為該技術方案的流程示意圖。下述步驟為相對于均勻圓陣接收信號最強的天線俯仰角θ、方位角處的信號入射方向估計，包括以下步驟：

S1、根據干涉儀的使用場景確定每個陣元的實際使用的俯仰角范圍和方位角范圍，利用實際天線陣元方向圖生成指定俯仰角和方位角范圍內的相鄰陣元功率比值查詢表和相位差查詢表，以圖2所示均勻圓陣干涉儀天線陣列為例，沿整個圓周上，設定有2N個按等間距排列的相同天線陣元，天線坐標系俯仰角θ的定義為信號入射方向與垂直于陣元排列平面向上的方向的夾角，信號相對俯仰角θ_r定義為信號入射方向與陣元平面間的夾角，相對方位角定義為信號入射方向在陣元排列平面的投影與陣元方向圖方位角參考方向的夾角，全局方位角定義為信號入射方向與陣元平面參考基準方向的夾角。

由于陣列結構對稱性，任意信號的入射角處于某個天線陣元的方位角(90/N)°的范圍之內，故方位角范圍為天線陣元的方位角(90/N)°，天線陣元指向的方向對應于其自身方向圖的故的取值范圍為90±(90/N)°。根據該天線的應用場景確定相對陣元所在平面的俯仰角范圍為θ_r1～θ_r2(θ_r1θ_r2)(規定入射方向在平面上方的俯仰角為正)，即θ取值范圍為90-θ_r1～90-θ_r2。