一種基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法
【專利摘要】本發明屬于通信雷達【技術領域】，提供了一種基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，具體包括以下步驟，建立查找表，以2π/(2L-1)為間隔，在(-π,π]范圍內遍歷每個相位差，構造相位差組合；對每個相位差組合進行解模糊計算得到相位模糊數；構造表值，建立查找表；鑒相系統測量獲取相位差的測量值，查表計算，獲取對應表值并分解為相應的模糊數，計算真實相位差；根據頻系統輸出的波長和真實相位差，計算來波方向的俯仰角和方位角。使用查表法解模糊，避免了公式解模糊的繁瑣計算，極大的縮短測向時間，可以將測向時間從十毫秒級縮短到百納秒級，適應實時應用。
【專利說明】一種基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于通信雷達【技術領域】，特別涉及無線電監測中的基于圓陣相位干涉儀體 制的寬帶瞬時測向方法。
【背景技術】
[0002] 無線電測向是指測量目標輻射源的位置，廣泛應用于民用和軍用領域，如移動通 信，雷達，聲納等。相對于其他測向方法，相位干涉儀具有結構簡單，易于實現，成熟度高的 優點。對于二維測向，圓陣相對于其他陣型可以縮小陣列尺寸，易于復合其他裝置。
[0003] 干涉儀測向最核心的是解相位模糊，圓陣解模糊的算法比線陣要稍顯復雜，一般 會涉及聚類分析。有學者提出基于聚類門限的解模糊方法（見文獻：謝立允，王廣松，戴旭 初.圓陣相位干涉儀二維測向解模糊新方法[J].遙測遙控，2007, 28(5) :53-59)，但由于門 限的設置問題，該方法不具備魯棒性。另有學者提出了不需門限的聚類解模糊方法（見文 獻：王琦.圓陣干涉儀測向研究[J].航天電子對抗，2009, 25 (5): 33-35)，該方法雖魯棒， 但解模糊所需的計算量大，測向周期長，不具備實時性。
[0004] 因此，在保證魯棒性的同時，提高測向速度成為研究的關鍵。
【發明內容】
[0005] 針對現有的圓陣相位干涉儀存在測向解模糊算法計算量大的技術問題，在保證精 度和魯棒性的前提下提出一種基于查表法的寬帶瞬時測向方法，具體技術方案如下：
[0006] 本發明提供了一種基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其具體包括 以下步驟：
[0007] 第一步，建立查找表，
[0008] (S1)取K元陣中的K-1個等長基線對應的相位差Λ ，以2以比_1)為間隔，以 (-π，π ]為范圍，分別遍歷Κ-1個相位差Δ φ」，j = 1，…，Κ-1,得到每個相位差Δ φ』對 應21個值，Sf
【權利要求】
1. 一種基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其具體包括以下步 驟： 第一步，建立查找表： (51) 取K元陣中的K-1個等長基線對應的相位差Λφ」，以2以比-1)為間隔，以 (-π，π ]為范圍，分別遍歷K-1個相位差Δ φ」，j = 1，…，K-1,得到每個相位差Δ φ』對 9 7Γ 應2L個值，即么其中，Μ」= 0，1，...，（2L-1);從每個Λ φ」對應的2L個 2 -1 值中任取一個值，構成一種相位差組合，最后得到2UIH)種相位差組合，其中，L表示每個相 位差的位數，將每種相位差組合中對應的K-1個％值分別轉化為L位二進制數，組成位數 為L(K-l)位的表地址； (52) 對步驟（S1)中得到的2UIH)種相位差組合，分別進行解模糊，每種組合得到相鄰 基線對應相位差Λ φ j與Λ φ J+1的相位模糊數和kJ+1，將和kJ+1組合成一個數值，2 ?(ΙΗ) 種相位差組合可以對應得到2UIH)個數值； (53) 根據步驟（S1)中所述的表地址，將步驟（S2)中得到的2UIH)個數值作為表值，建 立查找表； 第二步，查表計算， (54) 鑒相系統測得K-1個相位差Λ φ / (j = 1，…，K-1)測量值，設鑒相系統的相位 差用N位表示，其中N>L值，取所述測量值的高L位，K-1個相位差組成L (K-1)位查表地址， 查找所述步驟（S3)建立的查找表，獲取對應的表值，并將表值分解為相位模糊數h和kj+1 ; (55) 取測量的相位差Λ φ/的N位數值，結合所述步驟（S4)中得到相位模糊數1^_和 kj+1，計算得到真實的相位差； (56) 獲取測頻系統輸出的波長λ，根據所述步驟（S5)中得到的真實相位差，計算得到 來波方向的俯仰角和方位角。
2. 如權利要求1所述的基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其特征在 于：所述步驟（S2)在解模糊過程中的頻率取值為頻段內的最高頻點值。
3. 如權利要求1所述的基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其特征在 于：所述步驟（S5)中的計算公式為： <i)t= <i)m+2k3i，其中<J)t表示真實的相位差，k為相位模糊數，<i) m表示測量的相位差。
4. 如權利要求1所述的基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其特征在 于：所述K元陣為5元陣。
5. 如權利要求4所述的基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其特 征在于：所述步驟（S1)取等長基線相位差Λ φ 13, Λ φ 24, Λ φ 35, Λ φ 41，每個相位差 用6位二進制數表示，以2πΛ26_1)為間隔，以（_π，π]為范圍，分別遍歷4個相位差 , 2 71 Λ φ13, Λ φ24, Λ φ35, Λ φ41，得到每個相位差對應64個值，即，其中， Μ」=0, 1，...，63, j表示13, 24, 35, 41標號；從每個Λ φ」對應的64個值中任取一個值，構 成一種相位差組合，最后得到224種相位差組合，將每種組合中對應的4個％值分別轉化為 6位二進制數，組成位數為24位的表地址； 所述步驟（S2)中對224種相位差組合進行解模糊，每種相位差組合進行解模糊后輸出 都取相位模糊數k13和k24，將k13和k24組合成一個數值，2 24種相位差組合對應得到224個數 值。
6.如權利要求1所述的基于查表法的圓陣相位干涉儀寬帶瞬時測向方法，其特征在 于：所述步驟（S6)中的計算過程為，根據波長值和陣元之間的參數，構造復數，則求解來 波方向俯仰角Θ =arcsin( | | )，方位角妒=arg(,/丨）。
【文檔編號】G01S3/12GK104122527SQ201410332604
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】潘玉劍, 袁乃昌, 朱暢, 王超, 張曉發, 馮起, 吳微微, 陳曦, 黃敬健, 謝少毅, 邰寧 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學