[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

说明书

本发明公开了一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法，能够提高测角性能，并降低运算量。该方法包括如下步骤：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。在阵列天线的测角范围内，以设定的第二步长划分一次搜索格点，在每个一次搜索格点处，对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。以测角初始估计值为中心，设定角度搜索范围，以设定的第二步长划分得到二次搜索格点，在每个二次搜索格点处，对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。设定的第二步长小于设定的第二步长。

技术领域

本发明涉及微波雷达测量技术领域，具体涉及一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法。

背景技术

在空间交会对接雷达测量领域中，空间目标角度测量是交会对接雷达的重要功能。用于雷达测量的测角方法有以下几类：干涉仪比相测角方法、子空间类测角方法、子空间拟合类测角方法、基于压缩感知的测角方法。

2011年9月，韩月涛在《北京理工大学学报》第11期第1090～1094页《一种改进的逐次递推解模糊方法》一文中，提出了一种基于相位差矢量平均的逐次递推解模糊方法。该方法通过对多次测量的各级相位差测量值进行矢量平均，利用矢量平均后的相位差估计值进行逐次递推解模糊测角，该方法能够改善解模糊过程中相位差的估计精度，但会造成递推错误逐级传播，甚至导致解模糊算法出错。

2013年，王铁丹等在期刊《IEICE Electronics Express》第6期第1～8页《DOAestimation of coherently distributed sources based on block-sparse constraintwith measurement matrix uncertainty》一文中，提出了一种基于压缩采样匹配追踪方法的改进分块稀疏信号匹配追踪方法，该方法具有良好的鲁棒性，但在低信噪比情况下，由于子块中非零元素增多，该方法的测角性能急剧下降。

2013年，曹运合等在发明专利《多频融合最大似然低空目标仰角估计方法》中，利用多频点回波信息对不同频点的空间谱进行叠加，并结合最大似然算法，通过二维角度搜索实现对低空目标的俯仰角测量。该方法减小了多径环境下的测角误差，但方法涉及二维角度搜索，计算量很大，不利于实时处理。

2017年，曹运合等在发明专利《基于特征空间的雷达自适应和差波束测角方法》中，提出了一种子空间类单脉冲测角方法。该方法先对均匀线阵的接收信号进行降维处理，得到子阵接收信号；接着对子阵接收信号的协方差矩阵进行特征值分解，在保持信号子空间和噪声子空间的输出不变前提下，使均匀线阵输出的方差最小，进而求出子阵的最优权值。该方法具有较好的测角性能，但在低信噪比、小快拍数等非理想条件下，测角效果不佳。

综合考虑以上测角方法，目前尚未有一种测角方法能够在有效解决逐次递推解相位模糊方法测角错误积累问题的同时，提高低信噪比下的测角性能，并降低运算量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法，能够在有效解决逐次递推解相位模糊方法测角错误积累问题的同时，提高了低信噪比下的测角性能，并降低了运算量。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供的一种导向矢量相关与局部聚焦联合的角度测量方法，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。