[发明专利]一种星载三阵元单脉冲两维测向方法

权利要求书

1.一种星载三阵元单脉冲两维测向方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据接收信号的最短波长、比幅测角精度计算最长基线限制；根据工作频段要求的测角精度及接收信号的最长波长计算最短基线长度要求；比较最长、最短基线要求，如果两者相矛盾，即最长基线小于最短基线，则此工作波段宽度条件下，无法采用单基线比幅比相测角，需修改工作频段宽度，或采用双基线、多基线方案；具体步骤如下：

对于比幅测向

其中，φ_s为信号的入射角度；θ_a为两波束张角；两通道幅度比R₁₂；θ_b为半功率波束宽度；

对式(7)中θ_a、θ_b、R₁₂求全微分，得到：

其中，Δφ_s为角度测角误差；Δθ_a为两波束张角误差；Δθ_b为天线波束3dB宽度误差；ΔR₁₂为通道幅度比误差；对于固定天线阵，同一频率信号，其波束宽度及波束指向皆固定，则测角误差表示为

其中k＝θ_b/θ_a，为常数；θ_a、θ_b、R₁₂三个误差因素中，Δθ_a、Δθ_b属于静态误差，ΔR₁₂为动态误差；

对于比相测向，测向误差的表达式为：

假设接收信号波长变化范围为[λ_min,λ_max]，比幅比相测向方法天线基线长度d限制范围为：

步骤2：根据天线波束指向角和幅度方向图，计算信号不同方向入射天线间幅度差，得到幅度差表；根据天线间隔、波束指向和相位方向图，计算信号不同方向入射天线相位差，得到相位差表；

步骤3：利用三阵元接收同一信号的幅度差与幅度差表进行相关处理，得到信号入射二维方向的粗测值；

步骤4：利用比幅测向的粗测结果、比幅测向精度确定信号入射方向的搜索范围，利用三通道间三组相位差与相位差表进行相关处理及插值处理，得到最终的测角结果。

2.根据权利要求1所述的星载三阵元单脉冲两维测向方法，其特征在于：步骤2、步骤3的具体步骤如下：

三个天线波束，组成三组比幅测角天线对，即每两个天线波束得到一组天线幅度增益差ΔF，将某一方向的三个幅度差组成向量X(α,β)，X(α,β)＝[ΔF₁₂；ΔF₁₃；ΔF₂₃]，其中，ΔF₁₂为第一天线(1)与第二天线(2)的天线幅度增益差，同理，得到ΔF₁₃、ΔF₂₃，三个幅度差变量中，ΔF₁₂，ΔF₁₃是相互独立的不相关变量，由于天线交叠区域内天线间的幅度差具有单调性，所以辐射源角度与三通道幅度差向量一一对应，假设测定的三个通道间相位差为Y，通过Y与X的相关系数来判断辐射源的角度，相关系数最大的向量X对应的角度就是辐射源的入射角度；假设信号入射角度的空间样本个数为N，二维比幅测角表示为：

(α,β)←max{Cov(Y,X₁),…,Cov(Y,X_N)} (22)。

3.根据权利要求1所述的星载三阵元单脉冲两维测向方法，其特征在于：步骤4的具体步骤如下：

三阵元天线系统中，存在三组阵元组合，即存在三条测向基线，同一信号从不同空间角度入射，三条基线的模糊周期不同；三组相位差有各自的模糊周期，二维比相测角同时利用三组相位差进行测角，即使某一组或两组存在相位模糊，只要其中一组在整个搜索区间内单调，与角度一一对应，即可确定来波方向，完成测角，二维比相测角的模糊周期为三组相位差模糊周期的最大值。