[发明专利]一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法

说明书

本发明属于通信信号的测向定位技术领域，尤其为一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法，包括包括以下步骤：测向设备配置→建立数据库→判别信号方向，测向设备由若干阵元测量天线及对应数量的若干路接收设备组成，可应用在包括但不限于L阵、球面阵、圆阵等各种天线阵列类型。本发明采用改进的相位差计算公式，采用矢量商计算公式并针对不同频段的无线电信号采用不同的矫正参数，改进天线阵方案，改进相关特征样本库采集方案，不仅能够适应更多的使用环境以及能够提高反射信号的适应能力，同时能够压缩传输数据，提高分析速度，测向精度大幅度提高、本发明能在复杂的城市环境下，精确定位信源位置，为无线频谱监测提供了更好的技术支持。

技术领域

本发明涉及通信信号的测向定位技术领域，尤其涉及一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法。

背景技术

目前对无线电信号的测向,比较流行并且成熟准确度高的方法是采用相关相位干涉仪测向法(简称传统相干测向)，传统相干测向利用入射波束到达天线阵元时，空间上各测向阵元接收到的相位不同，阵元间存在和波束入射方向相关的相位差，利用多组天线元之间相对稳定的相位差特性以及对应的相关特征样本来计算确定信号方向，从而达到定位的目的。

但是，传统相干测向存在以下几个缺点：

1、测向精度偏低：使用传统相干测向法在标准测试场地一般的测向误差在正负2.5°以内，在非标准场地精度会更差，甚至无法判别方向；

2、使用环境要求高：传统相干测向法在标准测试场地的测试结果和非标准测试场地的测试结果相差较大，在大城市复杂的无线电环境下，测向结果可靠性差；

3、对反射信号适应性差：传统相干测向法的相关特征样本库采用的是标准场地单一姿态采集的样本，注定了该样本库不能适应反射信号，特别当反射信号强度大于源信号强度时，产生错误的测向结果；

4、测向计算所需的数据大：传统相干测向法通常直接传输接收机采集的IQ数据到测向处理单元，而原始IQ数据的数据量是很大的，导致数据传输速度和带宽要求高，也影响了测向计算的频率的速度。

因此，我们提出了一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于多姿态多样本的改进型相干测向方法，包括以下步骤：测向设备配置→建立数据库→判别信号方向，其中，测向设备由X阵元测量天线及X路接收设备组成(X≧3)，天线阵列类型为任意型阵列，具体步骤如下：

对于由1,…,J等J个阵元的天线阵列，相位差计算公式为：

其中，I_p+i·Q_p,p＝1,2,…,J代表第p个阵元收到信号的复相位，i代表虚部单位，经过针对性的校准后，相位差将会被修正为：

S_pq＝K·S_pq,p,q＝1,2,…,J,p≠q

其中，K为校准参数。

优选的，建立数据库包括：计算相位差→改变天线阵特性→多姿态特征样本库建库改进，其中相位差相关算法公式为：

通过计算实时测量信号S与提前建立的模板V进行比对，相关获取目标信号方位和俯仰，其中，二维模板V定义为由来自W个不同方向的一维模板V_n组成，即：

V＝[V₁ V₂ … V_w … V_W],w＝1,2,…,W