一种单发双收无源雷达的测向方法及装置与流程

本发明属于雷达
技术领域：
，具体涉及一种单发双收无源雷达的测向方法及装置。
背景技术：
：固定目标测向主要应用在军事领域，是敌情检测和战场侦查的重要内容。目前常用的测向方法包括实孔径雷达测向和阵列雷达测向两种，其中实孔径测向的角度分辨率为0.89λ/D，λ为信号波长，D为实天线孔径，阵列天线测向的角度分辨率为0.89λ/(Ndcosθ)，Nd为阵列天线长度，而θ是波束方向与阵列天线法线方向之间的夹角。为了改善角度分辨率，测向系统一般要增加天线孔径或阵列长度，这使得雷达生产成本大大增加。上述两种测向方法均采用主动照射方式，测向系统极易受到敌方火力打击，在现代战争中生存能力较低。综上所述，现有的固定目标测向技术存在成本比较高，且安全易受到威胁的问题。技术实现要素：本发明实施例提供一种单发双收无源雷达的测向方法及装置，用于解决现有的固定目标测向技术存在成本比较高，且安全易受到威胁的问题。本发明实施例提供一种单发双收无源雷达的测向方法，包括：在二维平面中设置第一接收机，第二接收机和发射机，所述第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，所述第二接收机以第二半径围绕所述原点以第二速度做匀速圆周运动；将0时刻所述原点，所述第一接收机和所述第二接收机的连线方向设定为正方向；根据所述第一接收机，所述第二接收机在所述二维平面内的位置坐标，确定所述第一接收机和所述第二接收机分别与所述正方向之间的夹角；通过公式(1)，确定所述发射机，所述第一接收机和固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型；以及所述发射机，所述第二接收机和所述固定目标形成的第二单发单收观测通道的测向模型；分别对所述第一单发单收观测通道的测向模型的第一测向结果和第二单发单收观测通道的测向模型的第二测向结果进行归一化处理，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式；通过公式(2)，对所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果；公式(1)如下所示：gi(α)=riλSi(α)*exp{-j2πriλcosα}=riλIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πriλcosα}]}]]>公式(2)如下所示：G(α)=G1(α)⊗G2(α)]]>其中，表示两个向量的Hadamard积，gi(α)为第i个单发单收观测通道测向模型，ri为第i个接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，i＝1,2,，λ为发射机发射的信号波长，Si(α)为第i个单发单收观测通道的回波信号，G(α)为合成结果，G1(α)为所述第一单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果，G2(α)为所述第二单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果。优选地，所述通过公式(1)，确定所述发射机，所述第一接收机和所述固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型，包括：通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道的斜距历程：Ri(t)≈Rt0+Rr0-r1cos(θ-α)根据所述斜距历程，通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道解调后的回波信号：si(t)=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2π[riλcosθcosα+riλsinθsinα]}]]>当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述固定目标时，则通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度函数：fi(x,y)=Σmσmδ(x-cosαm,y-sinαm)]]>通过下列公式确定所述二维平面内所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号：S1(X,Y)=∫∫f1(x,y)exp{-j2πλ(Rt+Rr)}exp{j2π(Xx+Yy)}dxdy]]>其中，Ri(t)为在t时刻时，所述第i个单发单收观测通道的斜距历程，Rt0为所述发射机与所述固定目标之间的距离，Rr0为所述固定目标与所述原点之间的距离，ri为所述第i个半径，α为所述固定目标与所述正方向之间的夹角，θ为所述第一接收机和所述第二接收机与所述正方向之间的夹角，si(t)为第i个单发单收观测通道解调后的回波信号，λ为所述发射机发射的信号波长，σ为所述固定目标散射强度，fi(x,y)为所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度，αm为二维平面内第m个固定目标与正向之间夹角，σm为第m个固定目标的散射强度，S1(X,Y)为第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号，Rt为成像区域内目标到发射机距离，Rr为成像区域内目标到接收机转动中心距离。优选地，所述第二半径为所述第一半径的0.63倍。本发明实施例还提供一种单发双收无源雷达的测向装置，包括：第一确定单元，用于在二维平面中设置第一接收机，第二接收机和发射机，所述第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，所述第二接收机以第二半径围绕所述原点以第二速度做匀速圆周运动；将0时刻所述原点，所述第一接收机和所述第二接收机的连线方向设定为正方向；根据所述第一接收机，所述第二接收机在所述二维平面内的位置坐标，确定所述第一接收机和所述第二接收机分别与所述正方向之间的夹角；第二确定单元，用于通过公式(1)，确定所述发射机，所述第一接收机和固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型；以及所述发射机，所述第二接收机和所述固定目标形成的第二单发单收观测通道的测向模型；第三确定单元，用于分别对所述第一单发单收观测通道的测向模型的第一测向结果和第二单发单收观测通道的测向模型的第二测向结果进行归一化处理，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式；第四确定单元，用于通过公式(2)，对所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果；公式(1)如下所示：gi(α)=riλSi(α)*exp{-j2πriλcosα}=riλIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πriλcosα}]}]]>公式(2)如下所示：G(α)=G1(α)⊗G2(α)]]>其中，表示两个向量的Hadamard积，gi(α)为第i个单发单收观测通道测向模型，ri为第i个接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，i＝1,2,，λ为发射机发射的信号波长，Si(α)为第i个单发单收观测通道的回波信号，G(α)为合成结果，G1(α)为所述第一单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果，G2(α)为所述第二单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果。优选地，所述第一确定单元，具体用于：通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道的斜距历程：Ri(t)≈Rt0+Rr0-r1cos(θ-α)根据所述斜距历程，通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道解调后的回波信号：si(t)=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2π[riλcosθcosα+riλsinθsinα]}]]>当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述固定目标时，则通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度函数：fi(x,y)=Σmσmδ(x-cosαm,y-sinαm)]]>通过下列公式确定所述二维平面内所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号：S1(X,Y)=∫∫f1(x,y)exp{-j2πλ(Rt+Rr)}exp{j2π(Xx+Yy)}dxdy]]>其中，Ri(t)为在t时刻时，所述第i个单发单收观测通道的斜距历程，Rt0为所述发射机与所述固定目标之间的距离，Rr0为所述固定目标与所述原点之间的距离，ri为所述第i个半径，α为所述固定目标与所述正方向之间的夹角，θ为所述第一接收机和所述第二接收机与所述正方向之间的夹角，si(t)为第i个单发单收观测通道解调后的回波信号，λ为所述发射机发射的信号波长，σ为所述固定目标散射强度，fi(x,y)为所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度，αm为二维平面内第m个固定目标与正向之间夹角，σm为第m个固定目标的散射强度，S1(X,Y)为第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号，Rt为成像区域内目标到发射机距离，Rr为成像区域内目标到接收机转动中心距离。优选地，所述第二半径为所述第一半径的0.63倍。本发明实施例中，提供一种单发双收无源雷达的测向方法及装置，包括在二维平面中设置第一接收机，第二接收机和发射机，所述第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，所述第二接收机以第二半径围绕所述原点以第二速度做匀速圆周运动；将0时刻所述原点，所述第一接收机和所述第二接收机的连线方向设定为正方向；根据所述第一接收机，所述第二接收机在所述二维平面内的位置坐标，确定所述第一接收机和所述第二接收机分别与所述正方向之间的夹角；通过公式确定所述发射机，所述第一接收机和所述固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型；以及所述发射机，所述第二接收机和所述固定目标形成的第二单发单收观测通道的测向模型；分别对所述第一单发单收观测通道的测向模型的第一测向结果和第二单发单收观测通道的测向模型的第二测向结果进行归一化处理，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式；通过公式对所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果；其中，表示两个向量的Hadamard积，gi(α)为第i个单发单收观测通道测向模型，ri为第i个接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，i＝1,2,，λ为发射机发射的信号波长，Si(α)为第i个单发单收观测通道的回波信号，G(α)为合成结果，G1(α)为所述第一单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果，G2(α)为所述第二单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果。在本发明实施例中，测向系统采用了单发双收模型，双接收机模式不仅使测角精度得以提升，而且降低了副瓣，对信号处理采用了极坐标算法，利用快速傅里叶变换大大降低了算法的运算量。与常规的实孔径雷达和阵列雷达相比，具有较高的测向精度，可以同时测得观察区域内的多个固定目标方向。从而解决了现有的固定固定目标测向技术存在成本比较高，且安全易受到威胁的问题。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。图1为本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向方法流程示意图；图2为本发明实施例提供的单发双收测向示意图；图3为本发明实施例提供的天线1、天线2分别测向结果与双接收机系统测向结果的对比图；图4为本发明实施例提供的外辐射源信号频率为300MHz，第一接收机旋转半径分别为2m、4m、8m时双接收机系统的测向仿真结果示意图；图5为本发明实施例提供的为当第一接收机旋转半径为6m，外辐射源信号频率分别为100MHz、200MHz、500MHz时双接收机系统的测向仿真结果示意图；图6为本发明实施例提供的回波信号信噪比为10dB、10个随机固定目标的双接收机系统测向结果示意图；图7为本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向装置结构示意图。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。图1示例性的示出本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向方法流程示意图；该方法可以应用在雷达定位技术中。如图1所示，本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向方法，主要包括以下步骤：步骤101，在二维平面中设置第一接收机，第二接收机和发射机，所述第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，所述第二接收机以第二半径围绕所述原点以第二速度做匀速圆周运动；将0时刻所述原点，所述第一接收机和所述第二接收机的连线方向设定为正方向；根据所述第一接收机，所述第二接收机在所述二维平面内的位置坐标，确定所述第一接收机和所述第二接收机与所述正方向之间的夹角；步骤102，通过公式(1)，确定所述发射机，所述第一接收机和固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型；以及所述发射机，所述第二接收机和所述固定目标形成的第二单发单收观测通道的测向模型；步骤103，分别对所述第一单发单收观测通道的测向模型的第一测向结果和第二单发单收观测通道的测向模型的第二测向结果进行归一化处理，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式；步骤104，通过公式(2)，对所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果；公式(1)如下所示：gi(α)=riλSi(α)*exp{-j2πriλcosα}=riλIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πriλcosα}]}]]>公式(2)如下所示：G(α)=G1(α)⊗G2(α)]]>其中，表示两个向量的Hadamard积，gi(α)为第i个单发单收观测通道测向模型，ri为第i个接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，i＝1,2,，λ为发射机发射的信号波长，Si(α)为第i个单发单收观测通道的回波信号，G(α)为合成结果，G1(α)为所述第一单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果，G2(α)为所述第二单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果。在实际应用中，固定目标到接收机的距离远大于固定目标尺寸和接收机转动半径，所以在本发明实施例中，可以将固定目标视为点固定目标。在步骤101中，第一接收机，第二接收均围绕一个中心点做圆周运动。在本发明实施例中，以第一接收机、第二接收机围绕的中心为原点建立直角坐标系，其中，第一接收机和第二接收机围绕的中心为直角坐标系的坐标原点。在本发明实施例中，将0时刻原点与第一接收机和第二接收机的连线方向设定为X轴的正方向。需要说明的是，在本发明实施例中，第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，第二接收机以第二半径围绕原点以第二速度做匀速圆周运动，优选地，第一速度和第二速度相同。在本发明实施例中，对第一速度和第二速度的具体数字不做限定。进一步地，在二维平面内在直角坐标系中依次确定发射机，第一接收机和第二接收机的坐标位置。需要说明的是，本发明实施例中，采用多个民用信号源(调频广播等)作为发射机对固定目标测向。假设第一接收机围绕中心点做匀速圆周运动时的第一半径为r1，第二接收机围绕中心点做匀速圆周运动时的第二半径为r2，在二维平面中，为了区分第一接收机和第二接收机，优选地，第一接收机的第一半径大于第二接收机的第二半径。图2为本发明实施例提供的单发双收测向示意图，如图2所示，假设在测试区域存在一固定目标，发射机的位置坐标为(xt,yt)，固定目标到原点距离为Rr0，发射机到此固定目标距离为Rt0，从图2可以确定，在接收机转动过程中同一个固定目标的Rr0和Rt0不变，且同一个固定目标对于第一接收机和第二接收机的Rr0和Rt0相同。固定目标与X轴之间的夹角为α，第一接收机和第二接收机与X轴直径的夹角为θ，由于第一接收机和第二接收机分别围绕原点做匀速圆周运动，所以有θ(t)＝θ0+ωt，其中θ0为初始角度，ω为接收机旋转角速度。进一步地，根据图2和测向系统模型可以确定，固定目标坐标可以表示为(Rr0cosα,Rr0sinα)。需要说明的是，固定目标到第一接收机和第二接收机的距离远大于固定目标尺寸和接收机转动半径，所以，在本发明实施例中，可以将固定目标视为点目标。在步骤102中，在本发明实施例中，由于第一接收机和第二接收机对固定目标的回波信号处理方法相同，下面以第一接收机为例，详细介绍第一接收机对固定目标的回波信号的处理。具体地，根据图2可以确定，t时刻第一接收机的坐标为(r1cosθ,r1sinθ)。由于固定目标的大小尺寸远远远小于Rr0，可以通过下列公式(3)确定信号从发射机到固定目标再到第一接收机的第一斜距历程为：R1(t)=(xt-Rr0cosα)2+(yt-Rr0sinα)2+(r1cosθ-Rr0cosα)2+(r1sinθ-Rr0sinα)2≈Rt0+Rr0-r1cos(θ-α)---(3)]]>在实际应用中，由于采用的外辐射源信号一般情况下为窄带信号，因此可以忽略信号带宽将其视为单频信号。假设发射机发射的信号频率为f，故可以确定发射机发射的信号可表示为exp{j2πft}，如果固定目标散射强度为σ，发射机发射的信号波长为λ，通过下列公式(4)确定第一单发单收观测通道内固定目标的回波信号，需要说明的是，固定目标，第一接收机和发射机组成了第一单发单收观测通道。s1(t)=σexp{j2πf(t-R1(t)c)}=σexp{j2πft}exp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2πλr1cos(θ-α)}---(4)]]>进一步地，再通过下列公式(5)确定第一单发单收观测通道内固定目标解调后的回波信号：s1(t)=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2πλr1cos(θ-α)}=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2π[riλcosθcosα+r1λsinθsinα]}---(5)]]>在本发明实施例中，假设：X=r1λcosθ,Y=r1λsinθx=cosα,y=sinα]]>则第一单发单收观测通道内固定目标解调后的回波信号的频域形式可以通过下列公式(6)表示为：s1(X,Y)=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2π(Xx+Yy)}---(6)]]>如果测试区域内存在有多个离散固定目标，假设第m个固定目标的方位角αm，其散射强度系数为σm。为了便于运算，假设所有固定目标到接收机转动中心距离为1。可以证明，此假设对最后的测向结果并不会造成影响。通过下列公式(7)，确定测试区域内第一单发单收观测通道内多个固定目标的总散射强度函数：f1(x,y)=Σmσmδ(x-cosαm,y-sinαm)---(7)]]>上式中δ(·,·)为二维冲激函数。进一步地，测试区域内第一单发单收观测通道内多个固定目标的总回波信号可以通过下列公式(8)确定：S1(X,Y)=∫∫f(x,y)exp{-j2πλ(Rt+Rr)}exp{j2π(Xx+Yy)}dxdy---(8)]]>根据二维傅里叶变换，可以通过公式(9)确定测试区域内第一单发单收观测通道内所有固定目标的的总回波信号修正的总散射强度：f(x,y)exp{-j2πλ(Rt+Rr)}=∫∫S1(X,Y)exp{j2π(Xx+Yy)}dXdY---(9)]]>对上式两边同时取模，可以根据以下公式(10)，测试区域内第一单发单收观测通道内所有固定目标的的总回波信号修正的总散射强度函数模值：|f(x,y)|＝|∫∫S(X,Y)exp{j2π(Xx+Yy)}dXdY|(10)公式(10)中，实现了对固定目标总散射强度函数模值的重建。从公式(10)可以确定，通过求解公式(10)右部二维傅里叶变换的模可实现对测试区域内固定目标散射强度重建，即得到固定目标的方位角，实现测向。在实际应用中，由于在频域内有X2+Y2＝(r1/λ)2，所以可以通过极坐标算法求解公式(10)中的右部二重积分，令g(x,y)＝∫∫S(X,Y)exp{j2π(Xx+Yy)}dXdY，可以通过下列公式(11)表示公式(10)确定的总散射强度函数模的极坐标：g(l,α)＝∫∫S(ρ,θ)exp{-j2πρlcos(α-θ)}ρdρdθ(11)公式(11)中，假设l＝1,ρ＝ri/λ，公式(11)可以通过下列公式(1-1)确定第一单发单收观测通道的测向模型：g1(α)=r1λ∫S(θ)exp{-j2πr1λcos(α-θ)}dθ=r1λS1(α)*exp{-j2πr1λcosα}=r1λIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πr1λcosα}]}---(1-1)]]>公式(1-1)中，*为卷积运算符，FFT和IFFT分别表示快速傅里叶运算和逆运算。对上式取模值后即可实现对固定目标方向的重建，也即实现测向。在步骤103中，对第一单发单收观测通道的测向模型通过公式(12-1)进行归一化，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式：公式(12-1)具体如下：G1(α)=|g1(α)|max(|g1(α)|)---(12-1)]]>需要说明的是，在单接:在测向系统中增加了第二接收机，并且使第二接收机测向结果主瓣的零点位于第一接收机第一副瓣峰值位置，即0.61λ/r1＝0.383λ/r2，所以r2＝0.63r1。在步骤104之前，需要确认第二接收机对应的对第二单发单收观测通道的测向模型和第二单发单收观测通道固定目标的频域测向式。如下公式(1-2)和公式(12-2)分别为第二单发单收观测通道的测向模型和第二单发单收观测通道固定目标的频域测向式。g2(α)=r1λ∫S(θ)exp{-j2πr2λcos(α-θ)}dθ=r2λS2(α)*exp{-j2πr2λcosα}=r2λIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πr2λcosα}]}---(1-2)]]>G2(α)=|g2(α)|max(|g2(α)|)---(12-2)]]>在步骤104中，通过公式(2)，对第一单发单收观测通道固定目标的频域测向式和第二单发单收观测通道固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果。公式(2)如下所示：G(α)=G1(α)⊗G2(α)---(2)]]>式中表示两个向量的Hadamard积。需要说明的是，在满足r2＝0.63r1情况下，G2(α)的主瓣零点对准G1(α)第一副瓣的峰值，所以相乘后G2(α)抑制了G1(α)的副瓣(理想情况直接置零)，并且使其分裂，所以G(α)的副瓣很低，最高副瓣为-19.43dB。实际上，此副瓣为G(α)的第三副瓣，由G1(α)的第二副瓣和G2(α)的第一副瓣相乘得到。另外，由于G1(α)的主瓣宽度小于G2(α)的主瓣宽度，所以其相乘的结果是G1(α)的主瓣乘G2(α)的部分主瓣，注意到G1(α)和G2(α)都经过归一化处理，所以G1(α)与G(α)主瓣宽度相同，但是更为尖锐，所以其分辨性能更佳，其角度分辨率提升到0.31λ/r1rad。以下利用MATLAB软件，对上述介绍的一种单发双收无源雷达的测向方法进行仿真实验，通过仿真实验，可以对本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向方法进行进一步说明。仿真条件利用MATLAB软件进行下面的仿真。从上述的推导过程可知，测向精度由外辐射源信号频率(或波长)和接收机转动半径共同决定，对发射机的位置不敏感。在仿真中假设发射机坐标为(10000m，5000m)。在仿真中假设接收机绕转动中心转动一周，采样2000次，即其采样步长为0.001πrad。仿真内容仿真实验1：固定目标方位角为πrad，至原点距离为5000m。为使结果更直观，在此仿真中使用的旋转半径和信号频率都比较小。虽然仿真在[0,2π)rad上进行，结果仅显示了[0.5π,1.5π]rad的部分。第一接收机旋转半径为3m，信号频率为f＝100MHz。图3为本发明实施例提供的天线1、天线2分别测向结果与双接收机系统测向结果的对比图。如图3所示，从仿真图中可以看出，第一接收机、第二接收机和双接收机系统的峰值均准确出现在πrad位置上，达到了测向目的。但是通过增加第二接收机，双接收机系统结果与第一接收机结果比，其副瓣被有效抑制，其最大副瓣为第三副瓣，其高度为0.107。而且，在第二接收机的作用下，双接收机系统的主瓣更为尖锐，提升了其测角精度。仿真实验2：固定目标位置与仿真实验1相同，外辐射源信号频率为300MHz，第一接收机旋转半径分别取2m、4m、8m。图4为本发明实施例提供的外辐射源信号频率为300MHz，第一接收机旋转半径分别为2m、4m、8m时双接收机系统的测向仿真结果示意图，如图4所示，从图中可以看出，随着旋转半径的增加，测向的精度越来越高。仿真实验3：固定目标位置不变，第一接收机转动半径为5m，外辐射源信号频率分为100MHz、200MHz、600MHz。图5为本发明实施例提供的为当第一接收机旋转半径为6m，外辐射源信号频率分别为100MHz、200MHz、500MHz时双接收机系统的测向仿真结果示意图，如图5所示，从图中可以看出，侧向精度随着信号频率的增加而提升。仿真实验4：第一接收机转动半径为20m，信号频率为f＝300MHz，随机产生10个固定目标，回波信号的信噪比为10dB，图6为本发明实施例提供的回波信号信噪比为10dB、10个随机固定目标的双接收机系统测向结果示意图，如图6所示，图中“+”横坐标为随机固定目标方位角。可以看出，在回波信号不纯净的情况下，对于随机产生的固定目标，本发明实施例提供的方法也能够较为准确的测得其方向，验证了本发明实施例的正确性。综上所述，在本发明实施例中，测向系统采用了单发双收模型，双接收机模式不仅使测角精度得以提升，而且降低了副瓣，对信号处理采用了极坐标算法，利用快速傅里叶变换大大降低了算法的运算量。与常规的实孔径雷达和阵列雷达相比，具有较高的测向精度，可以同时测得观察区域内的多个固定目标方向。从而解决了现有的固定固定目标测向技术存在成本比较高，且安全易受到威胁的问题。基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种单发双收无源雷达的测向装置，由于该装置解决技术问题的原理与一种单发双收无源雷达的测向方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。图7为本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向装置结构示意图。如图所示，本发明实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向装置，包括：第一确定单元71，第二确定单元72，第三确定单元74和第四确定单元。第一确定单元71，用于在二维平面中设置第一接收机，第二接收机和发射机，所述第一接收机以第一半径围绕设定原点以第一速度做匀速圆周运动，所述第二接收机以第二半径围绕所述原点以第二速度做匀速圆周运动；将0时刻所述原点，所述第一接收机和所述第二接收机的连线方向设定为正方向；根据所述第一接收机，所述第二接收机在所述二维平面内的位置坐标，确定所述第一接收机和所述第二接收机分别与所述正方向之间的夹角；第二确定单元72，用于通过公式(1)，确定所述发射机，所述第一接收机和固定目标形成的第一单发单收观测通道的测向模型；以及所述发射机，所述第二接收机和所述固定目标形成的第二单发单收观测通道的测向模型；第三确定单元73，用于分别对所述第一单发单收观测通道的测向模型的第一测向结果和第二单发单收观测通道的测向模型的第二测向结果进行归一化处理，得到所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式；第四确定单元74，用于通过公式(2)，对所述第一单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式和所述第二单发单收观测通道所述固定目标的频域测向式进行合成，获取所述固定目标的测向结果；公式(1)如下所示：gi(α)=riλSi(α)*exp{-j2πriλcosα}=riλIFFT{FFT[S(α)]·FFT[exp{-j2πriλcosα}]}]]>公式(2)如下所示：G(α)=G1(α)⊗G2(α)]]>其中，表示两个向量的Hadamard积，gi(α)为第i个单发单收观测通道测向模型，ri为第i个接收机围绕设定原点做匀速圆周运动的半径，i＝1,2,，λ为发射机发射的信号波长，Si(α)为第i个单发单收观测通道的回波信号，G(α)为合成结果，G1(α)为所述第一单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果，G2(α)为所述第二单发单收观测通道的测向模型归一化的测向结果。优选地，所述第一确定单元71，具体用于：通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道的斜距历程：Ri(t)≈Rt0+Rr0-r1cos(θ-α)根据所述斜距历程，通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道解调后的回波信号：si(t)=σexp{-j2πλ(Rt0+Rr0)}exp{j2π[riλcosθcosα+riλsinθsinα]}]]>当所述二维平面中固定位置设置至少两个所述固定目标时，则通过下列公式确定所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度函数：fi(x,y)=Σmσmδ(x-cosαm,y-sinαm)]]>通过下列公式确定所述二维平面内所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号：S1(X,Y)=∫∫f1(x,y)exp{-j2πλ(Rt+Rr)}exp{j2π(Xx+Yy)}dxdy]]>其中，Ri(t)为在t时刻时，所述第i个单发单收观测通道的斜距历程，Rt0为所述发射机与所述固定目标之间的距离，Rr0为所述固定目标与所述原点之间的距离，ri为所述第i个半径，α为所述固定目标与所述正方向之间的夹角，θ为所述第一接收机和所述第二接收机与所述正方向之间的夹角，si(t)为第i个单发单收观测通道解调后的回波信号，λ为所述发射机发射的信号波长，σ为所述固定目标散射强度，fi(x,y)为所述第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总散射强度，αm为二维平面内第m个固定目标与正向之间夹角，σm为第m个固定目标的散射强度，S1(X,Y)为第i个单发单收观测通道内至少两个所述固定目标的总回波信号，Rt为成像区域内目标到发射机距离，Rr为成像区域内目标到接收机转动中心距离。优选地，所述第二半径为所述第一半径的0.63倍。应当理解，以上一种单发双收无源雷达的测向装置包括的单元仅为根据该设备装置实现的功能进行的逻辑划分，实际应用中，可以进行上述单元的叠加或拆分。并且该实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向装置所实现的功能与上述实施例提供的一种单发双收无源雷达的测向方法一一对应，对于该装置所实现的更为详细的处理流程，在上述方法实施例一中已做详细描述，此处不再详细描述。本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3