[发明专利]基于旋转干涉仪的多目标角度解模糊方法

说明书

本发明公开了一种基于旋转干涉仪的多目标角度解模糊方法，主要解决现有技术无法解决同频同时工作的多目标信号源二维角度的估计问题。其实现步骤：获得多通道旋转干涉仪阵元间相位差矩阵；获得多通道旋转干涉仪在旋转过程中不同时刻接收到的干涉数据矩阵；对数据矩阵作前向空间平滑处理并计算平滑后的信号自相关矩阵；对相关矩阵作特征值分解，计算谱函数，并通过谱峰搜索得到角度模糊曲线分布图；将角度模糊曲线投影到参数空间，参数累加得到不同目标的二维角度估计。本发明能同时对多个目标的二维角度解模糊，计算出各目标的无模糊二维角度信息。用于空间电子侦察中的星载旋转干涉仪的二维角度估计。

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，特别涉及一种基于旋转干涉仪的多目标角度解模糊方法，可用于星载旋转干涉仪的二维角度估计，进而用于空间电子侦察。

背景技术

随着需求的增长以及科技的发展，电子侦察卫星已经成为获取各种情报的重要手段，在现代战争中有着无可替代的地位。目标定位是电子侦察卫星的一项重要应用，它获得的目标位置是侦察信息中最为重要的信息之一。而如何提高定位精度是目标定位系统的关键。

对于传统的处理方式：(1)单星测角定位，其优点是系统易于实现，但由于天线孔径和载荷的限制，测向精度不高，且需要长时间观测，对高速运动目标定位精度较差，无法对短时目标进行定位。(2)相位干涉仪测向技术具有精度高、实时性，系统复杂度低等优势，但该方法存在无模糊视角范围和测角精度之间的矛盾，基线越长，测角精度越高，产生的模糊越严重。(3)基于旋转干涉仪的传统测角解模糊算法能有效解决无模糊视角范围和测角精度之间的矛盾问题，通过不同转角下测量的相位差序列进行二维角度估计，可以对工作时长不同的同频目标源信号进行检测，通过各目标源在时间上的差异完成多目标角度的估计，但是对于同频同时工作的多目标信号源是无法进行分辨，算法失效。(4)传统的阵列信号处理方式可以解决多个目标角度估计的问题，但为避免角度模糊的影响，阵元间距不超过半波长。星载阵列为得到较高的分辨率需要较大的阵列孔径，意味着需要很多的阵元。由于载荷限制，星载阵列阵元数目较少，阵列的孔径太小，定位系统的性能受到很大的限制。

干涉仪类方法只能对单目标情况进行解决，在同频同时多目标情况下算法失效，且对信噪比要求较高；阵列处理方式，可实现多目标角度测向，但为得到较高的分辨率需要较大的阵列孔径，需要较多阵元。由于载荷限制，星载阵列阵阵元数目较少，当阵列稀疏排布时，会出现角度模糊现象，无法实现目标角度估计。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种利用稀疏线阵实现的基于旋转干涉仪的多目标角度解模糊方法。

本发明是一种基于旋转干涉仪的多目标角度解模糊方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)系统建模与相位差矩阵获得：对多通道旋转干涉仪进行系统建模，设旋转干涉仪有N个阵元，阵元间距为d，其中d＝m(λ/2)，d＞＞λ/2，旋转干涉仪的转动角速度为ω，空间中有L个信号，得到旋转干涉仪阵元间相位差矩阵Φ(t)；

(2)获取积累后数据矩阵：获取多通道旋转干涉仪在t时刻接收到的干涉数据矩阵X₀(t)，并进行M个快拍积累，得到积累后的一维干涉数据矩阵X₁(t)；

(3)计算各子阵相关矩阵：对一维干涉数据矩阵X₁(t)进行前向空间平滑处理，计算出一维干涉数据矩阵X₁(t)的各子阵的一维干涉数据矩阵XS(t)、各子阵的相关矩阵RS(t)和干涉数据相关矩阵R_X(t)；

3a)将线阵分割为Q个阵元构成的子阵列，共N-Q+1个，对不同阵元的数据矢量进行组合，得到各子阵的数据矩阵XS₁(t),XS₂(t),...,XS_N-Q+1(t)；