一種基于合成極化方法的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)與通信的信號(hào)識(shí)別及測(cè)向領(lǐng)域，具體涉及一種基于合成極化方法 的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)空間傳播的電磁信號(hào)而言，除時(shí)間、頻率外，極化狀態(tài)也是其重要的特征參量， 極化狀態(tài)描述了電磁波的矢量運(yùn)動(dòng)特征，是電磁波的固有屬性，攜帶了空間電磁信號(hào)的重 要信息，因此可將其進(jìn)一步應(yīng)用到對(duì)同時(shí)同頻到達(dá)信號(hào)的D0A(Direction of Arrival)估 計(jì)中。在傳統(tǒng)的極化信息應(yīng)用中，大都需要使用兩個(gè)微波通道傳輸信號(hào)的H路水平極化信息 與V路垂直極化信息。在極化識(shí)別中常用的準(zhǔn)則有:最小輸出幅度準(zhǔn)則識(shí)別，正交極化接收 抗誘餌等。最小輸出幅度準(zhǔn)則識(shí)別中H、V為正交天線接收到的水平信號(hào)和垂直信號(hào)，通過(guò)對(duì) 微波移相器進(jìn)行控制，能夠獲得H、V、H+V(45°線極化）、H-V( 135°線極化）、H+jV(左旋圓極 化）、H-jV(右旋圓極化）中任意一種進(jìn)行輸出，先求得這幾種輸出的幅度值，然后將以上各 幅度值存儲(chǔ)進(jìn)行比較判斷，完成極化識(shí)別;正交極化接收抗誘餌，即將功率較小的目標(biāo)信號(hào) 當(dāng)成干擾，先求得功率較大的誘餌的極化方式，再將天線調(diào)整為與誘餌正交的極化方式。
[0003] 在本發(fā)明中，采用基于合成極化的被動(dòng)輻射源極化識(shí)別方法與極化抑制測(cè)向算 法，基本思想為將接收到的兩路H、V信號(hào)經(jīng)幅度衰減器、移相器后相加合成再處理，不再單 獨(dú)采樣H、V兩路信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，相對(duì)于傳統(tǒng)的極化信息應(yīng)用，減少了一個(gè)微波通道。在 合成極化識(shí)別方法中利用開(kāi)關(guān)分別采樣H、V信號(hào)，根據(jù)幅度與相位關(guān)系完成極化識(shí)別；同時(shí) 依據(jù)只有旋轉(zhuǎn)矢量和發(fā)射信號(hào)的極化正交時(shí)，匹配最小，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該信號(hào)的極化抑制。通 過(guò)此種方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)功率小于干擾信號(hào)的特定輻射源的穩(wěn)定測(cè)向，從而完成多路同時(shí)、同 頻到達(dá)信號(hào)條件下指定信號(hào)的跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種有效的信號(hào)極化識(shí)別與極化抑制測(cè)向算法，完成被動(dòng) 雷達(dá)系統(tǒng)中多路同時(shí)、同頻到達(dá)信號(hào)下的指定極化信號(hào)的識(shí)別、跟蹤的基于合成極化方法 的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 基于合成極化方法的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)，包括：
[0007] (1)變極化天線
[0008] 采用N路天線接收空間輻射信號(hào)，天線為曲折臂變極化天線，曲折臂天線在單一口 徑中包含有兩個(gè)正交極化的天線，同時(shí)接收垂直和水平極化信號(hào)；
[0009] (2)微波系統(tǒng)
[0010] 微波系統(tǒng)將變極化天線接收到的垂直和水平極化信號(hào)進(jìn)行幅度校正、相位校正后 合成，并將合成后的極化信號(hào)混頻后輸出寬帶、窄帶兩路信號(hào)，用于后續(xù)處理，包括：
[0011] N路變極化處理通道
[0012] 將變極化天線接收到的H、V兩路正交極化信號(hào)，分別經(jīng)幅度衰減器、移相器，再經(jīng) 合路器處理后形成合成極化信號(hào)；
[0013] 混頻變頻通道：
[0014] N路極化信號(hào)合成后分別經(jīng)混頻濾波電路為帶寬為500MHz的寬帶信號(hào)用于寬帶接 收機(jī)處理，同時(shí)經(jīng)混頻變?yōu)閹?0MHz的窄帶信號(hào)；
[0015] 信號(hào)處理器：
[0016]將輸出的寬帶信號(hào)和窄帶信號(hào)分別經(jīng)信號(hào)處理器后進(jìn)行寬帶信號(hào)分選處理及窄 帶信號(hào)測(cè)向處理；
[0017]寬帶與信號(hào)分選處理器：
[0018] 寬帶與信號(hào)分選分機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)500MHz帶寬內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)頻、信號(hào)分選與信號(hào)跟 蹤，同時(shí)負(fù)責(zé)與微波組件和上位機(jī)的聯(lián)絡(luò)與通信，及整個(gè)信號(hào)處理器的任務(wù)調(diào)度；
[0019] 窄帶中頻與測(cè)向分機(jī)完成在波門(mén)內(nèi)采集N路帶寬為20MHz的窄帶中頻信號(hào)，形成I、 Q數(shù)據(jù)，并完成空間譜估計(jì)測(cè)向，在極化識(shí)別的狀態(tài)下，完成極化抑制。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0021] (1)采用基于變極化天線、幅度校正和相位校正的合成極化方法實(shí)現(xiàn)被動(dòng)雷達(dá)輻 射源的識(shí)別與測(cè)向。將變極化天線接收到的H、v兩路正交極化信號(hào)，分別經(jīng)幅度衰減器、移 相器實(shí)現(xiàn)幅度、相位校正后，再經(jīng)合路器處理后形成合成極化信號(hào)。不再單獨(dú)采樣H、V兩路 信號(hào)進(jìn)行后續(xù)處理，相對(duì)于傳統(tǒng)的極化信息應(yīng)用，減少了一個(gè)微波通道。
[0022] (2)采用極化抑制測(cè)向算法。一般來(lái)說(shuō)，在雷達(dá)系統(tǒng)中，由于干擾信號(hào)相對(duì)于真實(shí) 信號(hào)的旁瓣，極化方式較為穩(wěn)定，功率也較大，因此在本發(fā)明中，采用識(shí)別干擾信號(hào)的極化 方式，之后將變極化天線調(diào)整為與識(shí)別出的干擾信號(hào)正交的極化方向進(jìn)行接收。采用極化 抑制算法，一方面可以成功的識(shí)別目標(biāo)信號(hào)極化方式并匹配后進(jìn)行測(cè)向，另一方面，也可以 很大程度上抑制干擾信號(hào)，提高測(cè)向精度。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1基于合成極化的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)圖；
[0024]圖2變極化天線圖；
[0025] 圖3合成極化抑制微波通道圖；
[0026] 圖4基于合成極化和極化抑制方法的測(cè)向流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0028] 本發(fā)明具體來(lái)說(shuō)就是通過(guò)變極化天線接收水平與垂直極化信號(hào)，經(jīng)幅度校正、相 位校正后合成，完成雷達(dá)信號(hào)極化方式的識(shí)別，并實(shí)現(xiàn)對(duì)該信號(hào)的極化抑制，最終完成信號(hào) 測(cè)向，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)、同頻多信號(hào)到達(dá)條件下對(duì)指定極化信號(hào)抑制后的測(cè)向與跟蹤。
[0029] 本發(fā)明應(yīng)用于被動(dòng)雷達(dá)信號(hào)分辨、識(shí)別等系統(tǒng)，目的在于提供一種本發(fā)明的目的 是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0030] 1、基于合成極化方法的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)
[0031]基于合成極化的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向系統(tǒng)組成如圖1所示。
[0032] 1.1.變極化天線
[0033]系統(tǒng)采用N路天線接收空間輻射信號(hào)，天線為曲折臂變極化天線，曲折臂天線具有 平面、寬頻帶、全極化和單孔徑特點(diǎn)。曲折臂天線在單一口徑中包含有兩個(gè)正交極化的天 線，此正交極化的天線具有極寬的頻帶，可同時(shí)接收垂直和水平極化信號(hào)。變極化天線如圖 2所示。
[0034] 1.2?微波系統(tǒng)
[0035]微波系統(tǒng)將變極化天線接收到的垂直和水平極化信號(hào)進(jìn)行幅度校正、相位校正后 合成，并將合成后的極化信號(hào)混頻后輸出寬帶、窄帶兩路信號(hào)，用于后續(xù)處理。
[0036]合成極化微波通道如圖3所示，微波系統(tǒng)主要有兩部分構(gòu)成：
[0037] ① N路變極化處理通道
[0038]將變極化天線接收到的H、V兩路正交極化信號(hào)，分別經(jīng)幅度衰減器、移相器，再經(jīng) 合路器處理后形成合成極化信號(hào)，該電路設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)極化抑制。
[0039]②混頻變頻通道
[0040] N路極化信號(hào)合成后分別經(jīng)混頻濾波電路變?yōu)閹挒?00MHz的寬帶信號(hào)用于寬帶 接收機(jī)處理，同時(shí)經(jīng)混頻變?yōu)閹?0MHz的窄帶信號(hào)，用于測(cè)向處理。寬帶500MHz設(shè)計(jì)用于 提高信號(hào)截獲率。20MHz窄帶設(shè)計(jì)，用于提高測(cè)向通道的信噪比和靈敏度。
[0041] 1.3?信號(hào)處理器
[0042]將輸出的寬帶信號(hào)和窄帶信號(hào)分別經(jīng)信號(hào)處理器后進(jìn)行寬帶信號(hào)分選處理及窄 帶信號(hào)測(cè)向處理。
[0043]①寬帶與信號(hào)分選處理器
[0044]寬帶與信號(hào)分選分機(jī)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)500MHz帶寬內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)頻、信號(hào)分選與信號(hào) 跟蹤，同時(shí)負(fù)責(zé)與微波組件和上位機(jī)的聯(lián)絡(luò)與通信，及整個(gè)信號(hào)處理器的任務(wù)調(diào)度。
[0045] ②窄帶與測(cè)向處理器
[0046]窄帶中頻與測(cè)向分機(jī)主要完成在波門(mén)內(nèi)采集N路帶寬為20MHz的窄帶中頻信號(hào)，形 成I (In-phase同相）、Q(Quadrature正交)數(shù)據(jù)，并完成空間譜估計(jì)測(cè)向。同時(shí)在極化識(shí)別的 狀態(tài)下，完成極化抑制算法。
[0047] 1.4.上位機(jī)處理軟件
[0048]用于控制微波前端及信號(hào)處理器，并顯示測(cè)角、角分辨、信號(hào)分選及識(shí)別結(jié)果等信 息。
[0049] 2、基于合成極化的被動(dòng)雷達(dá)輻射源極化識(shí)別與測(cè)向方法
[0050] 2.1.極化校正方法
[0051] 由于H、V微波接收通道的幅相不一致，系統(tǒng)首先需將變極化天線接收到的信號(hào)進(jìn) 行幅度標(biāo)定和相位標(biāo)定。本發(fā)明給出了依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)45°線極化天線的H、V兩路通過(guò)幅度衰減器 和移相器的校正方法。即使用衰減器進(jìn)行幅度校正，然后采用步進(jìn)調(diào)整移相器搜索極值的 方法求出需校正的相位值實(shí)現(xiàn)相位校正。
[0052] 2.2.極化識(shí)別與抑制方法
[0053] 信號(hào)經(jīng)變極化處理通道經(jīng)校正后，采用基于極化相位描述子的識(shí)別方法，識(shí)別出 信號(hào)的極化方式是線極化還是圓極化。由于干擾信號(hào)相對(duì)于真實(shí)信號(hào)的旁瓣，其極化較為 穩(wěn)定，且功率較大，因此，項(xiàng)目中采用對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行極化識(shí)別后，將變極化天線調(diào)至與干 擾信號(hào)正交的方