[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

说明书

本发明公开了一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，包括以下步骤：设置三天线两两正交天线系统；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；修正由于天线自旋和相对运动引起的角度误差；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；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；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(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；将两个速度合成得到运动目标的合速度。本发明能够显著提高查找运动目标的工作效率且实现精确定位。

技术领域

本发明涉及雷达测向系统领域，涉及运动载具上基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，具体涉及一种运动平台的三通道接收机和全向天线的三维定位定向方法，适用于星载平台、机载平台等运动平台。

背景技术

目标测向定位是雷达探测的一个重要内容，已有的雷达测向系统一般是基于接收机转动平面与目标在同一个平面内的二维平面假设进行测向，只能进行平面内的360°覆盖，而无法进行全空域的360°覆盖。虽然也有对于三维空间定位定向方法的研究与改进，但大多都是地面上多基站联合定位测向，任意空间内使用测向定位的方法还很少，如飞机上进行测向目前仍大多采用的是二维平面内的测向方式，只能测得目标的方位角信息，无法测得空间上的俯仰角信息，还具有很大的局限性。

而运动载具对动目标的空间三维测向定位，目前还没有很好的解决方法。

发明内容

为了解决上述背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，能够直接对动目标回波进行检测和测向，实现全空域360°覆盖，测得动目标的方位信息及距离信息，实现空间定位，显著提高查找运动目标的工作效率且实现精确定位。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法，对于主动探测模式和被动探测模式均适用；本发明的三通道接收机和全向天线的来波测向定位方法应用于运动载具，其运动可分为平动和自旋，载具的运动状态是已知的，本方法同样也适用于高速运动载具，整个探测系统可搭载在高速运动平台上，如飞机，卫星等。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即可求得相对运动引起的多普勒频移，(理想情况下，最少可由2个采样点求出)；

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(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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，在步骤3中，修正由于天线自旋引起的角度误差，具体包括：