[发明专利]一种构建四阵元立体阵列的方法和装置

权利要求书

1.一种构建四阵元立体阵列的方法，其特征在于，所述方法包括：

将传统三阵元平面阵所在的三维直角坐标系任意旋转一初始角度，添加一个非共面的第四阵元，初步构建四阵元立体阵列，并基于构建的四阵元立体阵列获取测向模型和测向误差；

根据第四阵元的初始旋转角度和所述测向模型，获取辐射源波达方向的第一估计值；

根据所述辐射源波达方向的第一估计值和所述测向误差，获取测向误差最小值时对应的第四阵元的第一旋转角度；

再根据第四阵元的第一旋转角度、所述测向模型和所述测向误差迭代获取第四阵元的第N旋转角度值，所述N≥2；

判断第N旋转角度值与第N-1旋转角度的差值是否小于角度差值预设值和/或迭代次数N是否大于迭代次数预设值；若是，则停止迭代，根据所述第N旋转角度构建最终的四阵元立体阵列；若否，则继续迭代获取第N+1旋转角度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

基于构建的四阵元立体阵列获取的测向模型为：

根据公式算辐射源波达方向的估计值；

其中，T表示矩阵的转置，Σ为正定矩阵，θ是待测波方向矢量，且θ＝(α,β)；是待测波方向矢量的估计值，且是待测波方向的方位角的估计值，是待测波方向的俯仰角的估计值，f(θ)是相位差理论值矩阵；

是相位差测量值矩阵；

是相位差理论值矩阵；

是相位差测量误差矩阵，且服从均值是0、协方差矩阵是Σ的高维正态分布；

基于构建的四阵元立体阵列获取的测向误差为：

根据公式计算所述待测波方向的估计值和实际值之间的夹角方差其中是待测波方向的方位角测量误差方差，是待测波方向的俯仰角测量误差方差，，β₀是待测波方向俯仰角的理论值，将作为所述待测波方向的估计值和实际值之间的测向误差。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据第四阵元的初始旋转角度和所述测向模型，获取辐射源波达方向的第一估计值包括：

将所述测向模型进行等价变换得到公式：

将所述第四阵元的初始旋转角度代入上述公式，采用网格搜索法计算的最大值对应的辐射源波达方向的估计值将所述估计值作为辐射源波达方向的第一估计值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述辐射源波达方向的第一估计值和所述测向误差，获取测向误差最小值时对应的第四阵元的第一旋转角度包括：

将代入所述测向误差

根据公式计算所述第一旋转角度值，其中，γ_k为所述第一旋转角度值。

5.一种构建四阵元立体阵列的装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间通过内部总线通讯连接，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时能够实现如下步骤：

将传统三阵元平面阵所在的三维直角坐标系任意旋转一初始角度，添加一个非共面的第四阵元，初步构建四阵元立体阵列，并基于构建的四阵元立体阵列获取测向模型和测向误差；

根据第四阵元的初始旋转角度和所述测向模型，获取辐射源波达方向的第一估计值；

根据所述辐射源波达方向的第一估计值和所述测向误差，获取测向误差最小值时对应的第四阵元的第一旋转角度；

再根据第四阵元的第一旋转角度、所述测向模型和所述测向误差迭代获取第四阵元的第N旋转角度值，所述N≥2；

判断第N旋转角度值与第N-1旋转角度的差值是否小于角度差值预设值和/或迭代次数N是否大于迭代次数预设值；若是，则停止迭代，根据所述第N旋转角度构建最终的四阵元立体阵列；若否，则继续迭代获取第N+1旋转角度。