专利名称：一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法
技术领域：
本发明属于通信雷达技术领域，尤其涉及一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法。
背景技术：
在现有的测向体制中，相位干涉仪测向具有测向精度高、算法简单、速度快等优点，因此在军事和民用领域都得到广泛的应用。在军事领域，它可对雷达、通信、测控等辐射源进行定位，能在实施针对性电子干扰和军事打击中发挥重要作用；而在民用领域，它可用于交通管制、生命救援、无线电电频谱管理等方面。相位干涉仪测向的简单而又经典的解决方案就是多基线相位干涉仪。它采用短基线粗略估计相位差，根据该相位差，对长基线测得的相位差进行解�：兰艱0A。为了能够成功解�：袒叩恼笤渚嘁笮∮谧罡吖ぷ髌德实陌氩ǔぃせ叩恼笤渚嘁彩艿阶畹凸ぷ髌德实脑际�。这一特点就限制了多基线干涉仪在宽频段(如lMHz-3GHz) 测向中的应用(见文献Novel wideband multimode hybrid interferometer system, K. Μ. Pasala; R. Penno； S. W. Schneider； IEEE transactions on aerospace and electronic systems, Volume: 39，Issue: 4,2003，Page (s) : 1396-1406)。为突破上述约束，基于圆阵的相关相位干涉仪被广泛研究。它通过实测相位差与样本库中各方向对应的相位差之间的相似性进行DOA估计(见文献一种基于方向余弦的相位干涉仪阵列DOA估计算法，魏合文，王军，叶尚福；电子与信息学报，2007, (11): Pages (s) 2665-2668) 0目前大多数基于圆阵的相关干涉仪测向算法都仅考虑了方位角的估计。这些算法通过在方位角的变化范围内搜索相似性函数的极值，获得方位角估计值(见文献基于方向向量空间距离的干涉仪测向处理方法，刘建华，彭应宁，田立生；无线电工程，1999， 29 (1), Page (s) 14-19 ；The fast correlative interferometer direction finder using I/Q demodulator , Cheol Sun Park, Dae Yong Kim ；Asia-Pacific conference on communications, 2006, Page (s) : 1-5) 0为了在保证算法精度的同时降低搜索运算量， 这类算法通常采用两个步骤首先采用大搜索步长对方位角进行搜索，粗略估计方位角，然后采用抛物线插值获得方位角的精确估计(见文献对相关干涉仪测向算法的改进，董传刚，赵国庆；电子科技，2008，21 (3)，I^age (s) :56-58 ;Angle of Arrival estimation based on interferometer principle, Laszlo Balogh, Istvan Kollar ；IEEE international symposium on intelligent signal processing, 2003, Page (s) : 219 -223)。然而在实际许多应用中，如正交跳频网台分选(见文献跳频信号的侦察技术研究，陈利虎；国防科技大学博士学位论文，2009)，短波辐射源定位等，都需要同时获得方位角和俯仰角的信息。因此，必须研究相关干涉仪的二维测向算法。作为一维测向算法的一个自然推广，相关干涉仪的二维测向算法通过在方位角和俯仰角的变化范围内搜索相似性函数的极值，获得方位角和俯仰角估计值(见文献改进的相关干涉仪测向处理方法，李淳，廖桂生，李艳斌； 西安电子科技大学学报(自然科学版)，2006，33C3) Page(S) :400-403 ；相关处理在干涉仪测向中的应用，刘芬，明望，陶松；电子科学技术评论，2005，3，Page (s): 31-37)。
在实际的宽带测向系统中，经常会同时接收多个信号，此时单纯地采用上述相关相位干涉仪进行测向将导致测向错误。这一问题的解决方案就是采用基于信道化的宽频段测向方法。该方法首先利用快速傅里叶变换(FFT)或多相滤波器组(见文献Filter bank spectrum sensing for cognitive radios, F. B. Behrouz； IEEE Trans, on signal processing, Volume: 56，Issue: 5，2008，Page (s) : 1801—1811) Mf 待测频段划分为许多子频带，然后在子频带采用相关干涉仪测向方法进行测向(见文献=Direction of arrival estimation via extended phase interferometry, Y. W. Wu；S. Rhodes；Ε. H.Satorius； IEEE transactions on aerospace and electronic systems, Volume: 31, Issue: 1，1995，Page (s) : 375-381)。为了提高频率分辨率，测向系统往往要求划分许多子频带，此时如果继续采用同时对方位角和俯仰角进行搜索的二维测向算法，将极大地增加系统的运算量。如何降低二维测向算法的运算量是提高宽频段测向速度的关键。
发明内容
针对现有技术中存在的同时对方位角和俯仰角进行搜索时二维测向算法的运算量大的技术问题，有必要提供一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法。本发明提供一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其包括以下步骤
步骤1 选取固定的俯仰角值，在样本库中选出俯仰角为该角度、方位角不同时的所有相位差向量样本；
步骤2 将实测相位差向量与步骤1所有选出的相位差向量样本求相似度；
步骤3 选出步骤2中相似度最大的相位差向量样本所对应的方位角作为方位角粗略
估计值，记为k ；步骤4 在样本库中选取方位角为步骤3所测出角度、俯仰角不同时的所
有相位差向量样本；
步骤5将实测相位差向量与步骤4所有选出的相位差向量样本求相似度；
步骤6选出步骤5中相似度最大的相位差向量样本所对应的俯仰角作为俯仰角粗略估
计值，记为钱；
步骤7根据所获得的方位角、俯仰角粗略估计值，构成新的样本库；
步骤8将实测相位差向量与新样本库中的样本分别求相似度，并选取最大相似度对应
的入射角作为方位角和俯仰角的估计值值(象《j ；
步骤9根据步骤8所获得的方位角和俯仰角估计值，采用插值法，获得最终的方位角
和俯仰角估计值(成。优选地，上述步所述步骤2中求相似度的函数为
权利要求
1.一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其包括以下步骤步骤1 选取固定的俯仰角值，在样本库中选出俯仰角为该角度、方位角不同时的所有相位差向量样本；步骤2 将实测相位差向量与步骤1所有选出的相位差向量样本求相似度；步骤3 选出步骤2中相似度最大的相位差向量样本所对应的方位角作为方位角粗略估计值，记为4 ；步骤4 在样本库中选取方位角为步骤3所测出角度、俯仰角不同时的所有相位差向量样本；步骤5将实测相位差向量与步骤4所有选出的相位差向量样本求相似度；步骤6选出步骤5中相似度最大的相位差向量样本所对应的俯仰角作为俯仰角粗略估计值，记为為；步骤7根据所获得的方位角、俯仰角粗略估计值，构成新的样本库；步骤8将实测相位差向量与新样本库中的样本分别求相似度，并选取最大相似度对应的入射角作为方位角和俯仰角的估计值值0，《j ；步骤9根据步骤8所获得的方位角和俯仰角估计值，采用插值法，获得最终的方位角和俯仰角估计值(氛Φ)。
2.如权利要求1所述的基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤2 中求相似度的函数为
3.如权利要求2所述的基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤5 中求相似度的函数为
4.如权利要求3所述的基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤7构成新的样本库具体包括以下步骤选取由方位角为氏m = …，俯仰角为為土供《 = 1，…，拟时，(2ΑΓ + 1)·(2见+1)种组合入射方向下的相位差向量样本，构成新的样本库，其中2ii + 1<尸，2ζν+ι<ρ。
5.如权利要求4所述的基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤8中求相似度的函数为
6.如权利要求5所述的基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，其特征在于所述步骤9 中的插值法为9元插值法。
全文摘要
本发明属于通信雷达技术领域，尤其涉及一种基于维度拆分的相关干涉仪测向方法，本发明主要是通过将测角的二维搜索拆分为方位角和俯仰角两次一维搜索，利用所获得的角度粗略测量值缩小用于求相似度运算的样本库大�。⒔岷喜逯捣椒ɑ竦米钪盏姆轿唤呛透┭鼋遣饬恐�。本发明公开的基于维度拆分的相关干涉仪二维测向方法与现有技术中传统的相关干涉仪算法比较，在保证两算法的测向精度相当的情况下，基于维度拆分相关干涉仪算法的搜索运行量减小，是一种高效的二维测向方法。
文档编号G01S3/12GK102175988SQ20111002363
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者何子述, 程婷, 蒋林鸿, 贾可新 申请人:电子科技大学
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