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一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法、装置、设备及介质

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及电子侦察领域,具体而言,涉及一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法、装置、设备及介质。

背景技术

实时、准确测量出雷达辐射源信号频率和方位等主要参数,对雷达辐射源信号分选识别和实时引导雷达辐射源信号干扰具有重要意义。目前数字多基线相位干涉仪通过数字信道化处理实现信号频率和方位参数的测量,通常包括多个天线阵元和对应接收处理通道,其中接收处理通道瞬时带宽为BW,长基线用于保证测向精度,多基线用于解模糊。

为了适应现代电子战中宽带捷变、复杂和密集电磁信号环境,要求电子侦察装备能够按照一定的交叠带宽对雷达辐射源信号进行快速搜索,搜索范围和频段可灵活配置;同时对需要关注的重点目标信号可以进行重点跟踪侦测,对多目标信号实施连续或跳跃式的信号跟踪侦测。以传统的4阵元三基线相位干涉仪为例,结合目前主流ADC和FPGA的性能,实现瞬时带宽BW为1GHz的测频测向功能需要4个接收处理通道;假如要求实现瞬时带宽4GHz的测频测向功能,通常是通过微波接收通道拼接的方式实现,需要16个接收处理通道。这在一定程度上会增加设备体积、重量、功耗和硬件成本,安装难度大,不利于对设备小型化要求高的机载、便携等平台应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法、装置、设备及介质,以解决上述背景技术中存在的问题。

本发明的实施例是这样实现的:

第一方面,本申请实施例提供了一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法,包括以下步骤:

获取多个接收天线阵元中每个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号,多个接收天线阵元中每两个接收天线阵元之间的距离互为质数;

对每个初始雷达辐射源信号进行下变频处理,得到每个初始雷达辐射源信号对应的第一雷达辐射源信号,第一雷达辐射源信号的频率小于初始雷达辐射源信号的频率;

获取每个第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据;

对于每个第一雷达辐射源信号,根据第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据,确定第一雷达辐射源信号的目标频率数据;

根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

本发明的有益效果是:通过对多基线相位干涉仪的多个天线阵元及对应接收处理通道优化组合,即在接收多个辐射源信号后,对多个辐射源信号进行下变频的处理,以降低辐射源信号的频率,而后处理获得每个辐射源信号对应的I/Q数据,一级根据相位差干涉仪和各个接收天线阵元之间的距离,计算获得目标频率数据和测向角度,最终根据预设的约束条件判断,以输出符合约束条件的目标频率数据和测向角度;利用多个接收处理通道即可以实现瞬时带宽1GHz测频测向、瞬时带宽4GHz测频、多频段并行,从而降低设备体积、重量、功耗和成本等要求,能够满足对设备小型化要求高的机载、便携等平台应用,具有较高的经济价值和应用前景。

在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。

进一步,上述根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度,包括以下步骤:

获取各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离,将各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离确定为基线长度;

根据各个基线长度,确定各个接收天线阵列对应的相位干涉仪;

根据相位干涉仪,确定每个接收天线阵列对应的每个模糊数;

对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果;

根据各个解模糊计算结果,计算得出测向角度。

采用上述进一步方案的有益效果是:根据接收天线阵元的数量以及各个接收天线阵元之间的距离而构建对应的相位干涉仪,以获得每个接收天线阵列对应的各个模糊数,进行解模糊后获得解模糊计算结果,最终通过解模糊计算结果,计算得出测向角度,以达到目的。

进一步,上述对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果,包括以下步骤:

根据各个模糊数和各个模糊数之间的对应关系,对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果,其中,对应关系为各个接收天线阵元之间的距离、各个距离对应的相位差和各个模糊数之间的对应关系。

采用上述进一步方案的有益效果是:通过对应关系,从而获得各个模糊数的解模糊计算结果。

进一步,上述方法还包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,对每个测向角度的初始雷达辐射源信号进行信噪比的测量,得到每个测向角度对应的信噪比;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据每个测向角度对应的信噪比和预设信噪比,确定每个测向角度对应的可信度;

约束条件为可信度小于设定值的侧向角度,对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个侧向角度对应的可信度,获取可信度不小于设定值的侧向角度作为目标侧向角度,将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

进一步,上述预设信噪比包括第一信噪比设定值和第二信噪比设定值,第一信噪比设定值小于第二信噪比设定值;对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度对应的信噪比和预设信噪比,确定每个测向角度对应的可信度,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不大于第一信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比大于第一信噪比设定值,且小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0.8,

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为1。

进一步,上述方法还包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和理论测向角度,确定每个测向角度对应的测向结果差值;

约束条件为测向结果差值不大于预设差值间隙的测向角度,对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于预设差值间隙,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

进一步,上述方法还包括:

根据差值分布,确定差值分布对应的平均值;

约束条件为测向结果差值不大于平均值的测向角度,

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于平均值,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

采用上述进一步方案的有益效果是:以使输出的目标频率参数和测向角度具有更高的准确性。

第二方面,本申请实施例提供了一种灵活大瞬时带宽的测频测向装置,包括:

获取模块,用于获取多个接收天线阵元中每个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号,多个接收天线阵元中每两个接收天线阵元之间的距离互为质数;

信号处理模块,用于对每个初始雷达辐射源信号进行下变频处理,得到每个初始雷达辐射源信号对应的第一雷达辐射源信号,第一雷达辐射源信号的频率小于初始雷达辐射源信号的频率;

数据处理模块,用于获取每个第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据;

数据获取模块,用于对于每个第一雷达辐射源信号,根据第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据,确定第一雷达辐射源信号的目标频率数据;

角度测定模块,用于根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度;

分析输出模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一的方法。

第四方面,本申请实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面中任一的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中测频测向的流程框图;

图2为本发明实施例中测频测向的原理框图;

图3为本发明实施例中可变本振组合的原理框图;

图4为本发明实施例中的方法流程图;

图5为本发明实施例中测频测向装置的连接示意图;

图6为本发明实施例中电子设备的连接示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例

第一方面,本申请实施例提供了一种灵活大瞬时带宽的测频测向方法,其中,灵活大瞬时带宽指的是设备瞬时工作带宽大,控制方式灵活;包括以下步骤:

S1、获取多个接收天线阵元中每个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号,多个接收天线阵元中每两个接收天线阵元之间的距离互为质数;

其中,接收天线阵元的数量可以为4个,也可以更多,接收天线阵元的数量满足大于等于3即可,即最少需要三个接收天线阵元,从而达到构建多基线相位差干涉仪的目的;其中,在放置多个接收天线阵元时,多个接收天线阵元并排依次放置,相邻的接收天线阵元之间的距离即为基线长度,而当采用四个接收天线阵元时,即存在三个基线,即第一个接收天线阵元与第二个接收天线阵元之间的距离、第二个接收天线阵元和第三个接收天线阵元之间的距离、以及第三个接收天线阵元和第四个接收天线阵元之间的距离,并且三个距离的数值需要满足互为质数的关系,以此构建三基线相位差干涉仪,来获得辐射源信号进入4个接收天线阵元接收的角度,即测向角度。

S2、对每个初始雷达辐射源信号进行下变频处理,得到每个初始雷达辐射源信号对应的第一雷达辐射源信号,第一雷达辐射源信号的频率小于初始雷达辐射源信号的频率;

其中,对每个初始雷达辐射源信号可以通过可变本振组合进行下变频的处理,经过下变频后以获得中频信号形式的初始雷达辐射源信号,中频信号是指高载波频率的射频信号经过变频之后,获得的一种低载波频率的信号;下变频指高载波频率的射频信号与一个频率较高的本振信号进行混频之后,取混频之后的下边带信号,主要作用是为了降低信号的载波频率;可变本振组合包括1个参考时钟、1个固定本振和4个可变本振,对于每个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号而言,都具有一个可变本振组合。

其中,通过可变本振组合进行下变频的处理时,为了满足本方案中测频测向装置的要求,需要设置可变本振组合的参数:

当选择瞬时带宽1GHz的初始雷达辐射源信号进行测频测向时,多个接收天线阵元的变本振信号频率要求相同,即可变本振组合中,默认选择可变本振1,其他3个可变本振通过单刀单掷开关关闭;

当选择瞬时带宽4GHz的初始雷达辐射源信号进行测频测向时,多个接收天线阵元的变本振信号频率按照间隔1GHz进行设置,实现多个接收天线阵元的初始雷达辐射源信号的瞬时带宽1GHz的测频拼接;

当选择多频段并行的初始雷达辐射源信号进行测频测向时,多个接收天线阵元的变本振信号频率分别适应多个接收天线阵元的频域区间目标信号搜索,多个接收天线阵元的频域区间可以按照一定的交叠带宽对辐射源信号进行搜索,搜索范围和频段可灵活配置成交叠、独立方式;

当重点目标信号跟踪侦测时,多个接收天线阵元的变本振信号频率分别适应多个指定的目标信号频域,实现对多目标信号实施连续或跳跃式的跟踪侦测。

其中,通过对每路接收天线阵元的可变本振组合的参数设置完成后,使多路的雷达辐射源信号经过限幅、放大滤波、变频等处理后,以完成对接收到的雷达辐射源信号进行下变频处理的过程,从而获得中频信号形式的雷达辐射源信号;可变本振组合的原理如图3所示,每路的雷达辐射源信号通过1个参考时钟后,进入功分网络,将雷达辐射源信号分别输送至1个固定本振和4个可变本振中,功分网络即是将1路输入的光信号变成多路光信号输出的器件;其中,固定本振再通过功分网络将接收的信号分为多路的光信号,例如图中的固定L01、固定L02、固定L03和固定L04,即为四种固定频率的信号;4个可变本振通过单刀单掷开关关闭,并分别接入四个单刀双掷开关,最后输出为可变L01、可变L02、可变L03和可变L04,即四个频率可变的光信号。

S3、获取每个第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据;

其中,本方案中测频测向装置还可根据不同条件选择不同的工作模式;而选择不同的工作模式,目的在于实现对重点频率范围的第一雷达辐射源信号进行快速搜索和侦收;最终通过对第一雷达辐射源信号进行处理后,获得每个第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据。

可选的,上述工作模式包括:目标搜索模式和跟踪监视模式;

其中,选择目标搜索模式时,目标搜索模式工作流程如下:

a、设置下发搜索的频率范围、驻留时间等参数;即根据用户重点关注频段要求,设置对应本振频率值和每个本振频率值的驻留时间;

b、制定搜索计划,主要设置参数包含频段起止、工作带宽、交叠范围、扫描步进、驻留时间等;即在a步骤的基础上,对接收信号的条件进行更细致的约束,提高第一雷达辐射源信号的截获概率;

c、切换本振信号;在b的基础上,改变本振频率值,以实现不同频率得第一雷达辐射源信号侦收;

d、对接收信号进行数字信道化处理,即对获得中频信号形式的第一雷达辐射源信号进行处理,过程包括ADC采样、多相滤波、IFFT处理,从而输出第一雷达辐射源信号的I/Q数据。

其中,选择踪监视模式时,踪监视模式的工作流程如下:

a、设置下发跟踪监视的频率范围、驻留时间等参数;即根据用户重点关注频段要求,设置对应本振频率值和每个本振频率值的驻留时间;

b、制定目标跟踪计划,主要设置参数包含频段起止、信号类型、工作带宽、驻留时间等;即在a步骤的基础上,对接收信号的条件进行更细致的约束,提高第一雷达辐射源信号的截获概率;

c、切换本振信号;在b的基础上,改变本振频率值,以实现不同频率得第一雷达辐射源信号侦收;

d、对接收信号进行数字信道化处理,即对获得中频信号形式的第一雷达辐射源信号进行处理,过程包括ADC采样、多相滤波、IFFT处理,从而输出第一雷达辐射源信号的I/Q数据。

其中,在目标搜索模式和跟踪监视模式中,对接收信号进行数字信道化处理时,可以通过以下方式实现:

1.将下变频处理后得到的中频信号形式的第一雷达辐射源信号经过高速ADC进行采样,形成数字信号;

2.将数字信号形式的第一雷达辐射源信号通过数据串并转换模块,将高速数据进行降速处理;

3.根据采样频率,按照需要划分的信道数进行数据抽取,将数字信号形式的第一雷达辐射源信号输送至多相滤波器组进行滤波;

4.将滤波后的第一雷达辐射源信号经过IFFT后输出第一雷达辐射源信号的I/Q数据。

在目标搜索模式和跟踪监视模式中,两者的区别主要是针对频率范围不同的第一雷达辐射源信号;目标搜索模式是指在一定工作频率范围进行信号的侦收,频率范围比较宽,一般都是超过设备能够侦收的最大瞬时带宽;跟踪监视模式是指对已经侦收到的某个信号做重点关注,分配一个指定的带宽给此信号,频率范围比较窄。

S4、对于每个第一雷达辐射源信号,根据第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据,确定第一雷达辐射源信号的目标频率数据;

其中,针对第一雷达辐射源信号的I/Q数据,进行频率和方位参数的测量,需要说明的是,对第一雷达辐射源信号的I/Q数据进行测量时,由于存在多路的第一雷达辐射源信号,因此每一路的第一雷达辐射源信号的I/Q数据需要同时接收和处理,方能获得每一路第一雷达辐射源信号的目标频率数据。

S5、根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度;

其中,测向角度指的是接收天线阵元法线方向与雷达辐射源信号位置存在一个方位角度差异,接收天线设备测量出这个方位角度差异,即为测向角度;原则上一个雷达辐射源信号位置对应一个测向角度,不同辐射源位置对应不同测向角度;工作时,接收天线阵元阵列被视为一个整体,每个天线接收天线阵元和初始雷达辐射源信号之间的方位角度相同。

可选的,上述根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度,包括以下步骤:

获取各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离,将各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离确定为基线长度;

根据各个基线长度,确定各个接收天线阵列对应的相位干涉仪;

根据相位干涉仪,确定每个接收天线阵列对应的每个模糊数;

对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果;

根据各个解模糊计算结果,计算得出测向角度。

可选的,上述对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果,包括以下步骤:

根据各个模糊数和各个模糊数之间的对应关系,对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果,其中,对应关系为各个接收天线阵元之间的距离、各个距离对应的相位差和各个模糊数之间的对应关系。

其中,在进行解模糊时,即根据各个接收天线阵元之间的距离、各个距离对应的相位差构建公式,以获得单个模糊数的计算结果,再根据各个模糊数之间关系,各个模糊数之间关系以及各个接收天线阵元之间的距离、各个距离对应的相位差之间的关系,即为上述的对应关系,从而获得各个模糊数的计算结果。

其中,上述方法中,采用接收天线阵元的数量为4个时,根据各个基线长度,确定各个接收天线阵列对应的相位干涉仪,具体如下:

4个接收天线阵元依次排列,且每相邻的两个接收天线阵元之间的基线长度依次为:d1、d2、d3;根据d1、d2和d3,构建4个接收天线阵元的相位干涉仪,相位干涉仪为三基线相位干涉仪;

其中,根据相位干涉仪,确定各个接收天线阵列对应的各个模糊数;可以包括以下步骤:

三基线相位干涉仪中的三基线的比例关系通过第一公式表示,第一公式为;

式中,p、q、m、n均为常数,且p、q、m、n互为质数;

三基线中,每条基线对应的相位差的第二公式分别表示为:

上式中,三个公式分别表示各个基线与各个基线对应的相位差之间的关系,即各个接收天线阵元之间的距离、各个距离对应的相位差的关系,式中,λ表示初始雷达辐射源信号的波长,θ表示初始雷达辐射源信号的入射方向,k

其中,对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果;可以包括以下步骤:

根据sinθ≤1,得出模糊数k

根据三基线的比例关系和第二公式,将k

根据k

其中,在对k

Δk=(k

遍历k

φ

其中,根据模糊数k

式中,θ表示测向角度。

其中,根据模糊数k

S6、对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

可选的,上述方法还可以包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,对每个测向角度的初始雷达辐射源信号进行信噪比的测量,得到每个测向角度对应的信噪比;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据每个测向角度对应的信噪比和预设信噪比,确定每个测向角度对应的可信度;

约束条件为可信度小于设定值的侧向角度,对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个侧向角度对应的可信度,获取可信度不小于设定值的侧向角度作为目标侧向角度,将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

可选的,上述预设信噪比包括第一信噪比设定值和第二信噪比设定值,第一信噪比设定值小于第二信噪比设定值;对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度对应的信噪比和预设信噪比,确定每个测向角度对应的可信度,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不大于第一信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比大于第一信噪比设定值,且小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0.8,

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为1。

其中,对于信噪比值的约束,可以是:

(1)信噪比小于7dB,可信度0;

(2)信噪比7-10dB,可信度0.8;

(3)信噪比大于10dB,可信度1。即第一信噪比设定值可以为7dB,第二信噪比设定值可以为10dB。

可选的,上述方法还包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和理论测向角度,确定每个测向角度对应的测向结果差值;

约束条件为测向结果差值不大于预设差值间隙的测向角度,对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于预设差值间隙,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

其中,测向结果差值指的是:假如被测设备与雷达辐射源位置存在一定的方位角度,被测设备测量出的方位角度值(侧向角度)结果与理想方位角度(理论测向角度)存在一定差异,两个角度值相减得到的差值,即为测向结果差值;其中,理论测向角度可以通过初始雷达辐射源信号的发射站的坐标和对应接收初始雷达辐射源信号的接收天线阵元的坐标进行计算获得。

可选的,上述方法还可以包括:

根据多个测向结果差值获得差值分布,根据差值分布,确定差值分布对应的平均值;

约束条件为测向结果差值不大于平均值的测向角度;

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果,包括:

对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于平均值,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

其中,差值分布是统计多个测向结果差值,对于差值分布中的多个测向结果差值,可以用来参考当前侧向角度是否在合理的误差范围内,多个测向结果差值数据需要满足一定限制数值的范围内变化,即多个测向结果差值中,最大值和最小值不能超过一个设定值,因此通过多个测向结果差值的平均值来类比当前获得的侧向角度,使当前的侧向角度更加接近真实值。

其次通过测向角度的数据积累,即统计多个测向角度结果的差值,需满足一定的差值间隙和差值分布再将测向角度输出;按照设备指标要求,对差值间隙和差值分布超过3倍指标要求误差的数据进行剔除,同时标注置信度为0,否则为1;例如测向误差指标要求小于1度,超过统计数据均值3度的测向结果置信度为0,不可信。

其中,通过本方案对雷达辐射源信号进行测频测向时,整体原理如图1和图2所示,需要说明的是,本实施例中的说明和解释是基于4个接收天线阵元,形成4路雷达辐射源信号的测频测向;参见图1,三基线干涉仪天线阵列接收信号,即代表4个接收天线阵元,接受处理通道下变频处理,即是对4路的雷达辐射源信号进行下变频处理,以获得中频信号形式的第一雷达辐射源信号,而基于第一雷达辐射源信号不同的频率范围,在目标搜索模式和跟踪监视模式中选择对应的工作模式,而输出对应频率范围的第一雷达辐射源信号对应的信号频率参数,即信号频率数据,而基于建立的4阵元三基线相位干涉仪侧向,从而输出测频测向的结果;其中,对于每一路接收天线阵元接收初始雷达辐射源信号后的处理过程参见图2,其中阵元1、阵元2、阵元3和阵元4即代表4个接收天线阵元,4个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号各自经过对应的限幅器、LNA(即低噪声放大器,是噪声系数很低的放大器)、数控衰减和开关滤波器组,对初始雷达辐射源信号的下变频处理,以获得4路的第一雷达辐射源信号,再分别经过4个可变本振组合,从而获得输出频率可变的第一雷达辐射源信号,而后经过放大滤波以及BPF(带通滤波器),得到4路第一雷达辐射源信号的对应的I/Q数据,针对对应的I/Q数据,根据建立的三基线相位差干涉仪以获得测向角度(即通过测频测向一体化处理模块),最后按照预设的约束条件对测向角度进行可信度判断,若符合约束条件,测频测向一体化处理模块则输出目标频率数据和测向角度作为测频测向结果。

第二方面,本申请实施例提供了一种灵活大瞬时带宽的测频测向装置,包括:

获取模块,用于获取多个接收天线阵元中每个接收天线阵元接收的初始雷达辐射源信号,多个接收天线阵元中每两个接收天线阵元之间的距离互为质数;

信号处理模块,用于对每个初始雷达辐射源信号进行下变频处理,得到每个初始雷达辐射源信号对应的第一雷达辐射源信号,第一雷达辐射源信号的频率小于初始雷达辐射源信号的频率;

数据处理模块,用于获取每个第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据;

数据获取模块,用于对于每个第一雷达辐射源信号,根据第一雷达辐射源信号对应的I/Q数据,确定第一雷达辐射源信号的目标频率数据;

角度测定模块,用于根据各个接收天线阵元之间的距离,确定每个初始雷达辐射源信号与对应的接收天线阵元之间的方位角度,对于每个初始雷达辐射源信号,将初始雷达辐射源信号对应的方位角度作为测向角度;

分析输出模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和预设的约束条件,将符合约束条件的测向角度和该测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

进一步,上述角度测定模块包括:

基线获取模块,用于获取各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离,将各个接收天线阵列中每两个接收天线阵列之间的距离确定为基线长度;

干涉仪模块,用于根据各个基线长度,确定各个接收天线阵列对应的相位干涉仪;

模糊数模块,用于根据相位干涉仪,确定每个接收天线阵列对应的每个模糊数;

模糊数计算模块,用于对各个模糊数进行解模糊计算,得到每个模糊数各自对应的解模糊计算结果;

角度计算模块,用于根据各个解模糊计算结果,计算得出测向角度。

进一步,上述分析输出模块可以包括:

信噪比测量子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,对每个测向角度的初始雷达辐射源信号进行信噪比的测量,得到每个测向角度对应的信噪比;

可信度判断子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据每个测向角度对应的信噪比和预设信噪比,确定每个测向角度对应的可信度;

可信度判断输出子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个侧向角度对应的可信度,获取可信度不小于设定值的侧向角度作为目标侧向角度,将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

可选的,上述可信度判断子模块包括:

第一可信度单元,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不大于第一信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0;

第二可信度单元,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比大于第一信噪比设定值,且小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为0.8;

第三可信度单元,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若侧向角度对应的信噪比不小于第二信噪比设定值,确定侧向角度的可信度为1。

可选的,上述分析输出模块还可以包括:

测向结果差值子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的各个测向角度,根据各个测向角度和理论测向角度,确定每个测向角度对应的测向结果差值;

差值间隙判断子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于预设差值间隙,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

可选的,上述分析输出模块还可以包括:

差值分布子模块,用于根据差值分布,确定差值分布对应的平均值;

差值分布判断子模块,用于对于每个初始雷达辐射源信号与对应接收天线阵元之间的每个测向角度,若测向角度对应的测向结果差值不大于平均值,则将测向角度确定为目标测向角度,并将目标侧向角度和目标测向角度对应的目标频率数据作为测频测向结果。

第三方面,本申请实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一的方法。

第四方面,本申请实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质,非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令,计算机指令使计算机执行第一方面中任一的方法。

对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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06120115934038