基于调频广播信号的外辐射源雷达修正比相测角方法

摘要

本发明属于雷达目标方位角测量技术领域，特别涉及基于调频广播信号的外辐射源雷达修正比相测角方法。该基于调频广播信号的外辐射源雷达修正比相测角方法包括以下步骤：利用四单元均匀圆阵Adcock天线来接收外辐射源调频广播信号，利用参考天线接收参考信号；利用参考信号构建杂波空间，根据杂波空间，对外辐射源调频广播信号和参考信号，进行杂波相消处理，得出每个单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号；对第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号进行距离多普勒处理，根据距离多普勒处理结果，建立关于目标方位角的优化模型，求解所述关于目标方位角的优化模型，得出目标方位角。

主权项

基于调频广播信号的外辐射源雷达修正比相测角方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用四单元均匀圆阵Adcock天线来接收外辐射源调频广播信号，所述四单元均匀圆阵Adcock天线包括第1单元均匀圆阵Adcock天线至第4单元均匀圆阵Adcock天线，第k单元均匀圆阵Adcock天线接收的外辐射源调频广播信号为S_k，k取1至4，S_k为N维列向量，N为第m单元均匀圆阵Adcock天线接收的信号的长度；则四单元均匀圆阵Adcock天线来接收外辐射源调频广播信号S为：S＝[S₁,S₂,S₃,S₄]^T，上标T表示矩阵或向量的转置；利用参考天线接收参考信号，参考天线接收的参考信号为S_ref，S_ref为N维行向量；步骤2，利用参考信号S_ref构建杂波空间r，杂波空间r为N×(P+1)维的矩阵，P为设定的杂波对消阶数；在所述步骤2中，参考信号S_ref为：S_ref＝[S_ref(1),S_ref(2),...,S_ref(N)]其中，S_ref(n)表示参考信号S_ref的第n列，n取1至N；利用参考信号S_ref构建的杂波空间r为：其中，S_ref(1～p)＝[S_ref(1),...,S_ref(p)]，p取N至N‑P；上标T表示矩阵或向量的转置；所述杂波空间r的第1列为S_ref(1～N)^T，设p'为自然数且p'取2至P+1，杂波空间r的第p'列的前p'‑1个元素均为零，杂波空间r的第p'列的后N‑p'+1个元素依次为S_ref(1)至S_ref(N‑p'+1)；步骤3，根据构建的杂波空间r，对每个单元均匀圆阵Adcock天线接收的外辐射源调频广播信号和参考天线接收的参考信号，进行杂波相消处理，得出每个单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号；在步骤3中，第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号e_k为：e_k＝S_k‑rβ^k其中，k取1至4，β^k＝(r^Tr)^‑1r^TS_k，上标T表示矩阵或向量的转置，上标‑1表示矩阵的逆；步骤4，对第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号e_k进行距离多普勒处理，得到对应的距离多普勒矩阵R‑D_k，k取1至4；得出矩阵R‑D_k中每个元素对应的幅度值，矩阵R‑D_k中各个元素对应的幅度值的最大值为矩阵R‑D_k的距离多普勒平面峰值，矩阵R‑D_k的距离多普勒平面峰值对应的元素位于矩阵R‑D_k的第τ_k行第f_d,k列，将矩阵R‑D_k第τ_k行第f_d,k列的元素表示为R‑D_k(τ_k,f_d,k)；构造4×1维的矩阵R以及4×1维的向量b：其中，β^k(1)表示向量β^k的第1个元素，β^k＝(r^Tr)^‑1r^TS_k，上标T表示矩阵或向量的转置，上标‑1表示矩阵的逆；k取1至4；所述步骤4的具体子步骤为：(4.1)确定最大检测距离单元个数NumRange和最大检测多普勒单元个数NumDoppler，NumRange＜N；(4.2)构造每个单元均匀圆阵Adcock天线对应的距离多普勒矩阵，第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的距离多普勒矩阵为：其中，k取1至4，R‑D_k表示第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的距离多普勒矩阵，矩阵R‑D_k为NumDoppler×NumRange维的全零矩阵；(4.3)设置变量i，i＝0,1,2,...,NumRange‑1，当i＝0时，执行子步骤(4.4)；(4.4)构造N维行向量stemp，所述N维行向量stemp的前i个元素均为零，N维行向量stemp的后N‑i个元素依次为S_ref(1)至S_ref(N‑i)；S_ref(n)表示参考信号S_ref的第n列，n取1至N；(4.5)构造NumDoppler维的行向量其中，k取1至4，res^k(j)＝stemp(j)×e_k(j)，j＝1,2,…,N，stemp(j)表示行向量stemp的第j个元素，e_k(j)表示第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的杂波相消后信号e_k的第j个元素；M表示设置的抽头系数，M满足1+(NumDoppler‑1)×M≤N；(4.6)对行向量作FFT变换，得到向量对进行倒置得到列向量然后更新第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的距离多普勒矩阵R‑D_k；所述更新矩阵R‑D_k的过程为：将矩阵R‑D_k的第i+1列用列向量代替；(4.7)判断i是否等于NumRange，如果是，则得出经更新后的第k单元均匀圆阵Adcock天线对应的距离多普勒矩阵R‑D_k，执行子步骤(4.8)，如果否，则令i的值自增1，返回至子步骤(4.4)；(4.8)将k从1至4进行遍历，重复执行子步骤(4.3)至子步骤(4.7)， 得出经更新后的每个单元均匀圆阵Adcock天线对应的R‑D矩阵；(4.9)得出矩阵R‑D_k中每个元素对应的幅度值，矩阵R‑D_k中各个元素对应的幅度值的最大值为矩阵R‑D_k的距离多普勒平面峰值，矩阵R‑D_k的距离多普勒平面峰值对应的元素位于矩阵R‑D_k的第τ_k行第f_d,k列，将矩阵R‑D_k第τ_k行第f_d,k列的元素表示为R‑D_k(τ_k,f_d,k)；构造4×1维的矩阵R以及4×1维的向量b：其中，β^k(1)表示向量β^k的第1个元素；步骤5，根据步骤4得出的矩阵R和向量b，建立关于目标方位角的优化模型，求解所述关于目标方位角的优化模型，得出目标方位角。