[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

说明书

本发明实施例提供了一种非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统和方法。该系统包括：非规则天线阵列和测向接收机，非规则天线阵列包括M个天线单元，部署于三维空间内任意位置，接收到达信号，并将M个天线单元接收的到达信号传输到测向接收机进行处理，测向接收机的信号采样模块得到向量形式的非规则天线阵列信号，传递给空间谱计算处理模块，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。本发明提出适用于非规则天线阵列的改进空间谱算法，允许天线阵列任意部署；并考虑了不同天线单元高度，改善算法性能。

技术领域

本发明涉及无线电监测技术领域，尤其涉及一种非规则天线阵列结构的 短波无线电测向系统和方法。

背景技术

针对短波无线电信号的测向和定位是无线电监测的重要内容，具有重要 的民用和军用价值。随着海洋资源日益重要，对短波信号监测变得十分重要 和紧迫。

现有的短波无线电测向技术均利用天线阵列实现对来波信号方位的测 定。根据所采用的技术体制不同，可以将现有无线电测向技术可分为两类： 传统无线电测向和空间谱测向：传统无线电测和和空间谱测向。

传统无线电测向系统利用天线的方向性实现对到达信号方向的测量。常 用的方向性天线包括：环天线、艾德考克(Adcock)天线、乌兰韦伯尔天线 等；常用的测向方法包括：最小信号测量、最大信号测量、相位比较测量 等。

空间谱测向采用均匀天线阵列获取接收信号，并使用子空间信号处理算 法对接收到的信号进行数学处理，从而极大改善无线电测向的分辨率和测向 精度。同时，空间谱测向技术还具有同频多向的能力，能够对同一频点处的 不同来波信号进行测定。

现有的无线电测向技术，不管是使用传统的测向方法还是采用了空间谱 的测向方法，都是基于部署在同一平面内的规则天线阵列结构的，它要求各 个天线单元必须按照规则的几何结构(如圆形，L型等)布置在同一个平面 中。这就对天线阵列的部署场地提出了严格的要求。实际系统中，短波测向 阵列一般部署在周边空旷、地势平坦的标准测向场地中。山地、丘陵等复杂 地形条件下，由于不满足部署天线阵列的场地要求，所以无法部署短波无线 电测向系统，限制了短波无线电测向系统的监测范围。

因此，有必要设计一种采用非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统 和方法，解决短波测向场地受限的问题，扩大短波无线电测向系统的监测范 围。

发明内容

本发明的实施例提供了一种非规则天线阵列结构的短波无线电测向系统 和方法，以解决上述背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明的实施例的一方面，提供了一种非规则天线阵列结构的短波无线 电测向系统。

本发明的实施例提供的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。