[发明专利]一种基于等势寻优的单波束测向系统

说明书

本发明一种基于等势寻优的单波束测向系统，包括等势搜索模块、偏心搜索模块、方位角计算模块、仰角计算模块、测向天线、接收机。在方位角计算模块中，根据偏心搜索模块输出的偏心扫描曲线，提取曲线的正交分量，计算扫描曲线的初相位，即为方位角信息；在仰角计算模块中，根据方位角计算模块输出的方位角信息，等间隔划分仰角，并圆周扫描，找出扫描能量最小的仰角，即为干扰源几何位置对应的仰角。方案仅需要单通道单波束，工程实现简单的优点，通信卫星干扰源测向应用中，方案利用现有通信卫星的天线和接收机，不需要额外增加硬件，且为单星干扰源测向体制，具有广阔的发展空间和应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于等势寻优的单波束测向系统，属于利用单天线单通道干扰源测向技术领域。

背景技术

目前国际上成熟运转、性能良好的卫星干扰定位系统均采用双星定位结构，目前双星定位系统中，以美国Kratos的satid定位精度最高，可以达到5km以内，是双星结构是现今干扰源定位的研究重点。但双星干扰源定位结构，其系统构成复杂，工程实现成本大。为此，单星干扰源定位也是一个重要的研究方向，单星干扰源定位常用的方法是干涉仪测向、比幅测向以及空间谱估计(MUSIC、ESPRIT)等测向方法，其中比幅测向实现结构简单，但精度有限；干涉仪及空间谱的方法，测向精度高，却需要天线阵列及多个接收通道，实现复杂，难以满足干扰源定位的特殊应用场景要求。为此，基于通信卫星现有平台与资源，项目的单波束干单通道对干扰源进行测向与定位，具有重要的意义。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种基于等势寻优的单波束测向系统，解决通信卫星干扰源测向的问题，本发明的优势在于不需要增加专门的测向设备，利用通信卫星现有的天线与通道，即可完成干扰源测向，具有测向系统工程实现简单、测向精度高的优点。

本发明解决的技术方案为：一种基于等势寻优的单波束测向系统，包括：等势搜索模块、偏心搜索模块、方位角计算模块、仰角计算模块、测向天线模块；测向天线模块包括测向天线和接收机；

测向天线模块中测向天线能够接收干扰源辐射的电磁信号，并送至接收机，通过接收机进行信号滤波与放大后送至等势搜索模块。

等势搜索模块，对水平搜索区域等间隔划分，得到划分后的水平搜索区域的数量m；并对垂直搜索区域等间隔划分，得到划分后的垂直搜索区域的数量n；

根据划分后的水平搜索区域的数量m和划分后的垂直搜索区域的数量n，确定干扰源辐射信号能量矩阵P_m，n；

对能量矩阵P_m，n中的元素进行逐行搜索，提取整个能量矩阵最大元素对应的水平方向坐标m_max和垂直方向坐标n_max；

根据整个能量矩阵最大元素对应的水平方向坐标m_max，确定干扰源水平方向角度pha_x1；根据整个能量矩阵最大元素对应的垂直方向坐标n_max，确定干扰源垂直方向角度pha_y1；

根据干扰源水平方向角度pha_x1、干扰源垂直方向角度pha_y1，确定干扰源的初方位角pha_ini与初仰角theta_t_ini；

等势搜索模块将估计的初方位角pha_ini和初仰角theta_t_ini输出到偏心搜索模块。

偏心搜索模块，设定方位角偏差pha_delta、仰角偏差theta_t_delta，根据等势搜索模块确定的初方位角pha_ini和初仰角theta_t_ini以及定义的方位角偏差pha_delta，仰角偏差theta_t_delta，确定测向天线的偏心方位角pha和偏心仰角theta_t；

根据测向天线的偏心方位角pha和偏心仰角theta_t，控制测向天线，围绕干扰源位置，进行偏心圆锥扫描，得到与扫描时间序列对应的测向天线接收到的干扰源能量序列U_r；