[发明专利]一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法

说明书

本发明公开了一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法，通过构建被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向系统，包括宽带接收天线阵（1）、接收通道（2）、信号处理单元（3）、信号提取模块、信号采集解算模块（5）、空域扫描模块（6）和空间谱估计模块（7）；信号提取模块置于接受通道内，信号采集解算模块（5）、空域扫描模块（6）和空间谱估计模块（7）置于信号处理单元（3）内；宽带接收天线阵（1）接收目标辐射源的微波信号，信号经由接收通道（2）传递给信号处理单元（3），信号处理单元（3）完成对目标辐射源的测向。本发明比单纯采用谱估计进行全空域扫描的计算量降低了40%以上，能够在1ms内实现大空域搜索功能。

技术领域

本发明涉及一种联合测向方法，特别是一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法。

背景技术

目前典型的微波被动导引头常用测向方法有比幅法测向、干涉仪测向、空间谱估计。上述测向方法均基于对电场分布的测量，从而计算出电波到达方向。其中比幅法测向是基于对目标幅度的测量，干涉仪测向是基于对目标相位差的测量，而空间谱估计是基于对目标信号电磁特征的多次测量。空间谱估计是利用天线阵列实现超分辨测向的一种测向体制，但其计算量大，在进行目标大空域搜索时，难以满足测向实时性的要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法，解决微波被动导引头大空域搜索的实时性问题。

一种被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向方法的具体步骤为：

第一步构建被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向系统

被动雷达空间谱估计与合成波束的联合测向系统，包括：宽带接收天线阵、接收通道、信号处理单元、信号提取模块、信号采集解算模块、空域扫描模块和空间谱估计模块；所述信号提取模块置于接受通道内，所述信号采集解算模块、空域扫描模块和空间谱估计模块置于信号处理单元内。

所述宽带接收天线阵包含N个天线单元，以宽带接收天线阵中心为坐标原点建立坐标系，以第i个天线为例，则第i个天线坐标表示为(xi，yi，zi)；宽带接收天线阵与接收通道用微波电缆连接；接收通道的两个输出端口与信号处理单元的射频电缆和控制电缆连接；信号处理单元的通信接口与弹上惯导设备连接。

信号提取模块的功能为：提取宽带接收天线阵接收信号的幅度和相位；

信号采集解算模块的功能为：采集并解算接收通道的幅度和相位；

空域扫描模块的功能为：进行数字波束合成并进行空域扫描；

空间谱估计模块的功能为：进行空间谱估计计算，获取信号的入射方向。

第二步信号提取模块提取宽带接收天线阵的幅度和相位

信号提取模块根据宽带接收天线阵接收目标辐射源辐射的微波信号，经由接收通道下变频，频率为ω，由此得到宽带接收天线阵接收到的信号频率f₀及各天线的幅度和相位。

第三步信号采集解算模块采集并解算接收通道的幅度和相位

信号处理单元采集接收通道输出的模拟信号，并根据计算得到通道的幅度和相位信息。第i个通道的幅度为E_i，相位为φ_i。

第四步空域扫描模块进行数字波束合成并进行空域扫描

空域扫描模块进行数字波束合成和空域扫描处理，设来波方位角为α，来波俯仰角为β，则第i个通道与宽带接收天线阵中心的相位差为：

ψ_i＝2πf₀(x_i sinβ+y_i sinαcosβ+z_i cosαcosβ)/c。