[发明专利]一种测向定位系统相关干涉仪测向方法

说明书

本发明公开了一种测向定位系统相关干涉仪测向方法，包括：建立入射角度与导向矢量之间的映射关系，构建导向矢量库；终端按协议广播带有标志信息与正弦波的数据包信号；基站接收识别到标志信息后，控制射频开关按预设的顺序分时选通天线接收数据包信号中的正弦波信号；再对接收信号进行预处理，消除射频通道、收发载频失配引起的相位差异并构造多通道接收信号；基于二维分级搜索算法，结合导向矢量库取得导向矢量，计算信号S及其能量，取能量最强的角度作为信号到达角的估计值。本发明能够使基站快速获得准确地估计终端广播信号到达角度，具有较低的复杂度与成本。

技术领域

本发明涉及无线电信号测向技术领域，特别涉及一种测向定位系统相关干涉仪测向方法。

背景技术

无线电测向的目的是探测辐射源的来波方向，在军用、民用领域有广泛应用，如电子侦察、雷达、二次雷达、移动通信、室内定位等。相较于其他测向方法，相位干涉仪测向法具有结构简单，易于实现的优点。相对于其他阵型，圆阵在二维测向具有更高的阵面空间利用率。在大多情况下，一般使用均匀圆阵。

测向定位系统在基站前端应用相位干涉仪测向算法时，面临通道数多、数据量大、实时性差等问题，本发明通过优化基站天线阵列设计、采用时分模式设计单个接收处理器的天线通道选通顺序，降低了基站成本并减少了数据量，但同时使得接收信号模型发生变化，导致相位干涉仪测向算法无法使用。因此，本发明根据基站到达角度观测范围、角度观测步进长度、测向天线阵列流形以及载波波长等信息，建立入射角度与导向矢量之间的映射关系，构建导向矢量库；本发明根据天线通道选通顺序设计重新构建接收信号模型；本发明设计基于总体搜索次数最小化原则的M级二维分级搜索策略，将第M级能量最大对应的俯仰角、方位角作为到达角度估计值。本发明能够使基站快速获得准确地估计终端广播信号到达角度，具有较低的复杂度与成本。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种测向定位系统相关干涉仪测向方法，能够使基站快速获得准确地估计终端广播信号到达角度，具有较低的复杂度的技术特点。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种测向定位系统相关干涉仪测向方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据基站到达角度观测范围、角度观测步进长度、测向天线阵列流形以及载波波长信息，建立入射角度与导向矢量之间的映射关系，构建导向矢量库；

步骤S2：终端广播带有标志信息的数据包信号，数据包信号中包含一段连续的正弦波信号用于测向；

步骤S3：基站的中心通信天线接收识别到标志信息后，基站控制射频开关按预设的顺序分时选通测向天线与通信天线接收数据包信号中的正弦波信号；

步骤S4：对接收信号进行预处理，消除射频通道相位差异、收发载频失配引起的相位差异，构造多通道接收信号R；

步骤S5：基于二维分级搜索算法，结合导向矢量库取得导向矢量A，计算S＝A^HR，及其能量，取能量最强的角度作为估计值。

进一步的，所述步骤S1中包括以下步骤：

步骤S11：基站包含一个阵列天线，阵列天线由一个通信天线阵元与N个测向天线阵元组成，测向天线沿半径为R＝λ/2的圆周均匀分布，λ为载波波长，阵元间隔弧度ω＝2π/N，依次编号1,2,...,N，且阵元1在X轴上，通信天线阵元位于均匀圆阵圆心处，编号为0；

步骤S12：俯仰角θ为信号入射方向与XOY平面夹角，其最大值、最小值以及步进长度分别为θ_max，θ_min以及θ_step；

方位角为信号入射方向在XOY平面的投影与X轴的夹角，其最大值、最小值以及步进长度分别为以及

俯仰角θ与方位角对应的导向矢量为：