一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，包括：接收辐射源发射的信号；对信号进行带通滤波后，在快时间域内进行傅里叶变换，得到第一信号；对第一信号进行方位向去载频，得到第二信号；利用正交近似法，将辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定二次斜距等式的系数，并根据系数构造二次匹配函数；将第二信号在慢时间域内进行傅里叶变换，得到第三信号，并根据第三信号和匹配函数确定信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，获得定位结果图；根据定位结果图，确定辐射源的定位结果。本发明专利技术采用正交近似法进行斜距历程的展开，与合成孔径技术结合后能够实现对辐射源的精准定位。结合后能够实现对辐射源的精准定位。结合后能够实现对辐射源的精准定位。

A synthetic aperture passive location method and device based on orthogonal basis oblique range expansion

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法及装置


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法及装置。

技术介绍

[0002]合成孔径是一种极大提高方位分辨的成像技术，在探测与侦察中的应用潜力巨大。合成孔径无源定位只需使用单个接收天线，雷达载体在方位向飞行过程中接收信号，形成虚拟孔径，进而利用斜距历程中二次调频率和辐射源距离的函数关系构造聚焦核函数进行距离搜索，获得信号源的距离位置，并根据方位聚焦的结果获得方位位置。
[0003]在合成孔径无源定位中斜距历程的精确展开至关重要。定位的精度不仅受到信噪比的影响，还会受到信号模型的影响。相关技术中，聚焦核函数采用的是方位二次调制匹配原理，当虚拟的孔径长度很长时，通过非正交的泰勒基对斜距历程的二次近似不精确，高次项产生的相位误差会导致定位结果存在误差。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，包括：
[0006]接收辐射源发射的信号；
[0007]对所述信号进行带通滤波后，在快时间域内进行傅里叶变换，得到第一信号；
[0008]对所述第一信号进行方位向去载频，得到第二信号；
[0009]利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数；
[0010]将所述第二信号在慢时间域内进行傅里叶变换，得到第三信号，并根据所述第三信号和所述匹配函数确定所述信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，获得定位结果图；
[0011]根据所述定位结果图，确定所述辐射源的定位结果。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数的步骤之前，还包括：
[0013]根据预设的可忽略高次相位误差以及接收机到观测场景的中心距离，确定最大孔径长度；
[0014]根据所述最大孔径长度及所述中心距离，确定接收机的波束宽度。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数的步骤，包括：
[0016]根据所述中心距离，利用正交近似法将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展
开为二次斜距等式：
[0017]a2(R
k
)x2+a1(R
k
)x+a0(R
k
)
[0018]其中，a0为常数项系数，a1为一次项系数，a2表示二次项系数，R
k
表示接收机到观测场景的中心距离，x＝vt
m
，t
m
表示方位向运行慢时间，x表示t
m
时刻雷达移动的距离，v表示侦察机的运行速度；
[0019]根据所述系数中的二次项系数构造二次匹配函数：
[0020][0021]其中，f
a
表示多普勒频率，f
i
表示第i个辐射源发射频率，j表示虚数单位，γ
n
(f
i
；R
k
)表示多普勒调频率，γ
n
(f
i
；R
k
)＝a2(R
k
)f
i
v2/c，c表示光速。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第三信号和所述匹配函数确定所述信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，确定定位结果图的步骤，包括：
[0023]根据所述第三信号和所述匹配函数，确定所述信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果；
[0024]将所述匹配滤波结果按照距离单元组成定位结果图。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述定位结果图，获得所述辐射源的定位结果的步骤，包括：
[0026]对所述定位结果图进行峰值检测，获得所述辐射源的距离和方位位置。
[0027]在本专利技术的一个实施例中，接收到的辐射源发射的信号为：
[0028][0029]其中，A
i
表示第i个辐射源的信号幅度，t
r
表示距离向运行快时间，t
m
为方位向运行慢时间，R
i
表示第i个辐射源的瞬时斜距历程，i＝1,2,
…
N，N表示波束宽度范围内辐射源的总数，表示第i个辐射源的初始相位。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位装置，包括：
[0031]接收单元，用于接收辐射源发射的信号；
[0032]第一变换单元，用于对所述信号进行带通滤波后，在快时间域内进行傅里叶变换，得到第一信号；
[0033]去载频单元，用于对所述第一信号进行方位向去载频，得到第二信号；
[0034]构造单元，用于利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数；
[0035]第二变换单元，用于将所述第二信号在慢时间域内进行傅里叶变换，得到第三信号，并根据所述第三信号和所述匹配函数确定所述信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，获得定位结果图；
[0036]确定单元，用于根据所述定位结果图，确定所述辐射源的定位结果。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0038]本专利技术提供一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，包括：接收辐射
源发射的信号；对信号进行带通滤波后，在快时间域内进行傅里叶变换，得到第一信号；对第一信号进行方位向去载频，得到第二信号；利用正交近似法，将辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定二次斜距等式的系数，并根据系数构造二次匹配函数；将第二信号在慢时间域内进行傅里叶变换，得到第三信号，并根据第三信号和匹配函数确定信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，获得定位结果图；根据定位结果图，确定辐射源的定位结果。由于本专利技术采用正交近似法进行斜距历程的展开，与合成孔径技术结合后能够实现对辐射源的精准定位，进而有利于提高合成孔径雷达无源定位系统的准确性。
[0039]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0040]图1是本专利技术实施例提供的基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法的一种流程图；
[0041]图2是本专利技术实施例提供的对斜距历程进行二次近似和正交近似的误差结果示意图；
[0042]图3a是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，其特征在于，包括：接收辐射源发射的信号；对所述信号进行带通滤波后，在快时间域内进行傅里叶变换，得到第一信号；对所述第一信号进行方位向去载频，得到第二信号；利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数；将所述第二信号在慢时间域内进行傅里叶变换，得到第三信号，并根据所述第三信号和所述匹配函数确定所述信号在不同斜距历程处的匹配滤波结果，获得定位结果图；根据所述定位结果图，确定所述辐射源的定位结果。2.根据权利要求1所述的基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，其特征在于，所述利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数的步骤之前，还包括：根据预设的可忽略高次相位误差以及接收机到观测场景的中心距离，确定最大孔径长度；根据所述最大孔径长度及所述中心距离，确定接收机的波束宽度。3.根据权利要求2所述的基于正交基斜距展开的合成孔径无源定位方法，其特征在于，所述利用正交近似法，将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式后，确定所述二次斜距等式的系数，并根据所述系数构造二次匹配函数的步骤，包括：根据所述中心距离，利用正交近似法将所述辐射源与雷达自身之间的斜距历程展开为二次斜距等式：a2(R
k
)x2+a1(R
k
)x+a0(R
k
)其中，a0为常数项系数，a1为一次项系数，a2表示二次项系数，R
k
表示接收机到观测场景的中心距离，x＝vt
m
，t
m
表示方位向运行慢时间，x表示t
m
时刻雷达移动的距离，v表示侦察机的运行速度；根据所述系数中的二次项系数构造二次匹配函数：其中，f
a
表示多普勒频率，f
i
表示第i个辐射源发射频率，j表示虚数单位，γ
n
(f
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙光才，柴冰洁，王裕旗，邢孟道，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：