[发明专利]一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法

权利要求书

1.一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采用阵列天线进行信号接收，利用接收信号的相位差测量值构造接收信号导向矢量；

步骤二、在阵列天线的测角范围内，以设定的第一步长划分一次搜索格点，根据阵列天线的阵列流型，根据每一个一次搜索格点的角度对应的本地参考信号载波相位差矢量，构造一次搜索格点对应的本地参考信号导向矢量；在每个一次搜索格点处，对所述接收信号导向矢量以及一次搜索网格对应的本地参考信号导向矢量进行相关匹配搜索，得到测角初始估计值；

步骤三、以所述测角初始估计值为中心，设定角度搜索范围，在所述角度搜索范围内，以设定的第二步长划分得到二次搜索格点，根据阵列天线的阵列流型，根据每个二次搜索格点的角度对应的本地参考信号载波相位差矢量，构造二次搜索格点对应的本地参考信号导向矢量；在每个二次搜索格点处，对所述接收信号导向矢量以及二次搜索网格对应的本地参考信号导向矢量进行相关匹配搜索，获得最终的角度测量值；

所述设定的第二步长小于所述设定的第一步长。

2.如权利要求1所述的角度测量方法，其特征在于，所述步骤一，具体包括如下步骤：

S101：所述阵列天线为多元线阵，具体为M元线阵，M元线阵的接收信号包括N个测量值，根据N个测量值构造N个导向矢量A_s(θ,n)：

其中θ为目标入射角；

m＝1,2,…,M；n＝1,2,…,N.

φ_m,n(θ)＝πh_msinθ+Δφ_m,n为M元线阵的第m个测量通道第n个测量值的载波相位差测量值；h_m＝2d_m/λ为第m个测量通道基线长度d_m与载波信号半波长λ2的比值；Δφ_m,n为M元线阵的第m个测量通道第n个测量值的载波相位测量误差；

S102：计算N个导向矢量A_s(θ,n)的平均值

3.如权利要求2所述的角度测量方法，其特征在于，所述步骤二具体包括如下步骤：

S201、所述阵列天线测角范围为[-90°,90°]，设置所述设定的第一步长；

S202、依据所述设定的第一步长将所述阵列天线测角范围等间距划分2P个一次搜索格点，2P为一次搜索格点个数，P为正整数；每一个一次搜索格点角度为θ_i(i＝1,2,…,2P)；

所述一次搜索格点角度θ_i对应的参考信号载波相位差矢量为

依据天线阵列流型，根据每一个一次搜索格点角度θ_i(i＝1,2,…,2P)对应的参考信号载波相位差矢量，构造出一次搜索格点对应的本地参考信号载波相位差的导向矢量A(θ_i)：

S202、计算所述N个导向矢量A_s(θ,n)的平均值与所述一次搜索格点对应的本地参考信号载波相位差的导向矢量A(θ_i)的相位矢量匹配相关函数C(θ_i)：

S203：遍历[-90°,90°]范围内2P个一次搜索格点，计算C(θ_i)的值并搜索极大值点，所述极大值点对应的θ_i即为单次角度测量值k为次数，即：

S204：重新设定第一步长，设定总次数2K，返回202，执行S202～S203共2K次，其中k＝1,2，……，2K；得到2K个角度测量值

2K个角度测量值记为

S205：分别对前K个角度测量值和后K个角度测量值进行排序处理，分别得到排序后的测角值序列和即：

其中sort为排序函数；

S206：设定L为小于K的数值，计算中的L点的平均值以及中的L点的平均值

其中int为取整函数，l取1～L；

S207：计算与差值的绝对值ε：

S208：设定初始值预置门限ξ，判断ε的大小：

如果ε>ξ，则重新设定第一步长，返回S201；

如果ε≤ξ，则所述测角初始估计值即为

4.如权利要求3所述的角度测量方法，其特征在于，所述步骤三具体包括如下步骤：

S301：以所述测角初始估计值θ_ref为中心，设置角度搜索范围参量θ_range，在[θ_ref-θ_range,θ_ref+θ_range]范围内；

以所述设定的第二步长将所述[θ_ref-θ_range,θ_ref+θ_range]范围等间距划分2Q个二次搜索格点，2Q为所述二次搜索格点的个数，Q为正整数；每一个二次搜索格点角度θ_j(j＝1,2,…,2Q)对应的参考信号载波相位差矢量

根据天线阵列流型，计算每一个二次搜索格点θ_j(j＝1,2,…,2Q)对应的参考信号载波相位差矢量，构造二次搜索格点对应的本地参考载波相位差的导向矢量A(θ_j)：

S302：计算所述N个导向矢量A_s(θ,n)的平均值与所述二次搜索格点对应的本地参考载波相位差的导向矢量A(θ_j)的相位矢量匹配相关函数C(θ_j)：

S303：遍历[θ_ref-θ_range,θ_ref+θ_range]范围内2Q个第二搜索格点，计算C(θ_j)的值并搜索极大值点，极大值点对应的角度即为最终的角度测量值