[发明专利]一种可抑制均匀分布的相位误差的测向方法

说明书

一种可抑制均匀分布的相位误差的测向方法，包括以下步骤：步骤一、阵列的初始化处理；步骤二、确定信号的方位角和俯仰角的离散取值集合及其对应的导向矢量集合；步骤三、确定阵列接收信号的时域采样矢量；步骤四、确定导向矢量集合中的各个导向矢量与时域采样矢量的相位差矢量，由相位差矢量确定每个导向矢量对应的熵值；步骤五、确定信号波达方向。本发明依据均匀分布的最小熵准则建立测向的方向搜索函数，抑制均匀分布的相位误差对测向的影响，使测向的精度优于未考虑相位误差的干涉仪测向方法。

技术领域

本发明涉及一种可抑制均匀分布的相位误差的测向方法。

背景技术

阵列信号处理技术可用于对阵列接收的信号进行处理，从而测定多个信号的波达方向(简称测向)，在雷达、声纳、通信系统以及智能天线等领域有着广泛的应用。

在现有的各种测向方法中，比幅法测向方法由于接收信号的极化、波前失真等导致的测向误差较大，在应用上受到较大的限制，而干涉仪测向方法对接收信号的极化、波前失真等不敏感，测向灵敏度高，得到了广泛的应用。但是，在实际应用中，干涉仪测向方法经常受到相位误差的影响，即通过接收信号计算得到的相位值与真实的信号方向对应的相位值之间存在一个与方向无关的误差，导致测向误差增加，甚至无法实现可靠的测向功能。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种可抑制均匀分布的相位误差的测向方法，解决了在实际应用中，干涉仪测向方法经常受到相位误差的影响，即通过接收信号计算得到的相位值与真实的信号方向对应的相位值之间存在一个与方向无关的误差，导致测向误差增加，甚至无法实现可靠的测向功能的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种可抑制均匀分布的相位误差的测向方法，包括以下步骤：

步骤一、阵列的初始化处理：初始化阵列的阵元个数M，阵元位置，信号的传播速度c，信号载波频率f，方位角θ划分间隔Δθ，俯仰角划分间隔方位角θ划分个数N_h，俯仰角划分个数N_o，快拍次数T，并存入内存；

步骤二、确定信号的方位角和俯仰角的离散取值集合及其对应的导向矢量集合：首先，根据步骤一中方位角θ划分间隔Δθ、俯仰角划分间隔分别将方位角θ、俯仰角均匀划分成N_h、N_o个离散取值为θ_i、的集合；其次，对应每个离散取值确定阵列导向矢量i＝1,2,...,N_h，k＝1,2,...,N_o；

步骤三、确定阵列接收信号的时域采样矢量：阵列所有阵元的接收装置同时接收入射信号，并进行模数转换，从而确定阵列接收信号的时域采样矢量x(t)＝[x₁(t),x₂(t),...,x_M(t)]，其中，t是模数转换的时刻，即接收信号的时域采样时刻，t＝1,2,...,T，M是阵元个数，T是快拍次数；

步骤四、确定导向矢量集合中的各个导向矢量与时域采样矢量共同作用得到的相位差矢量，由相位差矢量确定每个导向矢量对应的熵值：首先，确定步骤二中导向矢量集合中的各个导向矢量与步骤三中阵列接收信号的时域采样矢量共同作用得到的相位差矢量然后，根据相位误差满足均匀分布的特性，利用均匀分布的熵值的定义确定各个相位差矢量的熵值其中i＝1,2,...,N_h，k＝1,2,...,N_o；

步骤五、确定信号波达方向：在步骤四确定的所有相位差矢量的熵值中搜索最小值，最小值对应一个导向矢量，该导向矢量对应的方位角和俯仰角即是测定的信号波达方向，从而实现其发明目的。

进一步，所述步骤二中对应每个离散取值确定阵列导向矢量为：

其中，是信号到达第m个阵元的时间差，d_m是第m个阵元与坐标原点之间的距离，α_m