[发明专利]非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统和方法

权利要求书

1.一种非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统，其特征在于，该系统包括：非规则天线阵列和测向接收机，所述测向接收机与所述非规则天线阵列线缆连接；

所述的非规则天线阵列，包括：M个天线单元，所述天线单元分别部署于给定的三维空间内任意位置，用于接收无线电的到达信号，并将M个所述天线单元接收的到达信号分别传输到所述测向接收机；

所述的测向接收机包括：控制器、信号采样模块和空间谱计算处理模块，所述控制器控制所述信号采样模块和所述空间谱计算处理模块之间的信号传输，所述信号采样模块用于接收所述天线单元传输的到达信号，对到达信号采样处理，得到向量形式的非规则天线阵列信号，然后将所述非规则天线阵列信号传递给所述空间谱计算处理模块进行处理，所述空间谱计算处理模块用于通过所述非规则天线阵列信号获取噪声子空间基向量，再对于给定的方位角θ和俯仰角φ，构造出非规则转动向量，并进行角度搜索，获得到达信号的方位角和俯仰角估值结果。

2.根据权利要求1所述的非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统，其特征在于，所述M个天线单元的位置采取非规则部署，根据具体的场地条件进行确定，所述M个天线单元部署的场地包括但不限于：山地、丘陵；

所述非规则天线阵列，是M个所述天线单元形成的阵列结构，根据部署场地的地形条件随机形成，不具有规则的几何形状。

3.根据权利要求2所述的非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统，其特征在于，各所述天线单元之间存在二维平面内的距离差，以及第三个维度中的高度差。

4.根据权利要求1所述的非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统，其特征在于，所述空间谱计算处理模块包括：噪声子空间计算子模块、非规则转动向量构造子模块和角度搜索子模块；

所述的噪声子空间计算子模块，用于对所述非规则天线阵列信号的空域协方差矩阵进行定义，并求解出所述空域协方差矩阵的估计值，再将所述空域协方差矩阵估计值的特征值进行分解，求解出噪声子空间基向量；

所述的非规则转动向量构造子模块，用于对于给定的方位角θ和俯仰角φ，构造非规则转动向量，所述非规则转动向量为一个M×1的列向量；

所述的角度搜索子模块，用于当所述到达信号的方位角为θ₀、俯仰角为φ₀时，将对应的非规则转动向量处于信号空间中，并将所述非规则转动向量在给定的到达角范围内进行搜索，对代价函数进行最大化的优化，求解出所述到达信号的方位角和俯仰角估值结果。

5.一种非规则天线阵列结构的短波无线电测向方法，应用于权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，该方法包括：

利用所述信号采样模块处理所述天线单元传输的到达信号，得到采样处理后的非规则天线阵列信号；

利用所述控制器控制所述信号采样模块，将采样后的非规则天线阵列信号传递给所述空间谱计算处理模块，所述噪声子空间计算子模块计算出非规则天线阵列信号的空域协方差矩阵，并得到噪声子空间基向量；

所述非规则转动向量构造子模块，对于给定的方位角θ和俯仰角φ，构造出非规则转动向量；

所述角度搜索子模块，基于所述噪声子空间基向量，对所述非规则转动向量进行角度搜索，获得到达信号的方位角和俯仰角估值。