[发明专利]一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法

权利要求书

1.一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：设置三天线两两正交天线系统，用于接收来自不同方位的回波信号；

步骤2：将接收的来波信号根据三个接收通道进行两两分组，根据其幅值比较得到对应的来波方位信息；

步骤3：结合天线的自旋信息，修正由于天线自旋引起的角度误差；

步骤4：结合载具与目标之间的相对运动，修正由于相对运动引起的角度误差；

步骤5：在时域内仅通过少数几个采样点求得相对运动引起的多普勒频移；

步骤6：若为主动探测模式，则可根据接收的来波信号确定t时刻运动目标到接收机的距离；

步骤7：若为主动探测模式，则根据t时刻多普勒频移计算出目标与接收机之间的相对运动速度，即径向速度；根据临近t时刻的少量采样计算出运动目标的切向速度；将两个速度合成即可得到运动目标的合速度；

步骤8：根据以上计算得到的距离信息、方位信息进行空间三维成像，结合每个时刻的速度信息能够更直观感受到三维空间中目标的运动模式。

2.根据权利要求1所述的一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：在步骤1中，三天线为三根全向天线，分别称为X,Y,Z天线，三根全向天线两两正交形成XY、YZ、XZ三个平面。

3.根据权利要求1所述的一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：在步骤2中，三通道为独立三通道，将三通道内接收到的信号分为三组两通道数据，三组数据分别根据其幅值比较得到对应的来波方位信息。

4.根据权利要求2所述的一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：在步骤3中，修正由于天线自旋引起的角度误差，具体包括：

当天线自旋，旋转轴为Z轴，设自旋角速度为ω_r，则Δt时刻后的自旋角度为即由天线自旋引起的角度误差为天线自旋时通道I和通道II测得的信号幅值X_r和Y_r为：

其中K₁,K₂分别为通道I和通道II的增益值，分别为通道I和通道II的相位滞后，θ为t₀时刻来波方向与X天线的夹角；

令则

①/②可得：

由三角函数和差角公式可得：

则t_i时刻方位角θ的值为：

以天线的三个轴作为坐标轴时，t₀时刻静止目标所在的位置为(θ₀,φ₀)，t₁时刻静止目标所在的位置为时刻静止目标所在的位置为φ_i为t_i时刻俯仰角。

5.根据权利要求4所述的一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：在步骤4中，修正由于相对运动引起的角度误差，具体包括：

假设运动引起的角度误差为θ_T，这里的运动包含载具的运动和目标的运动；

可求得：

令最终求得运动引起的角度误差θ_T的值为：

6.根据权利要求5所述的一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，其特征在于：在步骤5中，时域少次测量求得相对运动引起的多普勒频移，理想情况下最少可仅有2次采样求得；具体包括：

第一次采样，t₁时刻：

第二次采样，t₂＝t₁+Δt时刻：

联立③⑤可得：

(ω_s+ω_d)Δt＝arccosE_x2-E_x1

即：

则多普勒频移为：

f_d＝2πω_d。