專利名稱：一種對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種利用傳感器天線陣列對目標(biāo)信號的來波方向進(jìn)行測定的方法，特別是一種對近場目標(biāo)信號(距離陣列中心
權(quán)利要求
1.一種對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，包括步驟A.建立測向基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫首先將待監(jiān)控的平面區(qū)域分成若干個小區(qū)域、并以各小區(qū)域的中心點(diǎn)作為對應(yīng)小區(qū)域的坐標(biāo)點(diǎn)，利用均勻線形陣接收設(shè)定頻率的信號、并選取陣列中任一陣元作為基準(zhǔn)陣元、該陣元所處位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，然后將各個坐標(biāo)點(diǎn)相對于基準(zhǔn)陣元的方向角度和距離作為對應(yīng)小區(qū)域的位置坐標(biāo)；再依次將所得各方向角最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)連同各最優(yōu)加權(quán)向量參數(shù)所對應(yīng)的方向角、作為目標(biāo)來波方向進(jìn)行測向的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中、備用；步驟B.設(shè)置各管理目標(biāo)信號發(fā)射芯片的參數(shù)在各信號發(fā)射芯片上設(shè)置與步驟A所接收信號頻率相同的信號源、及各芯片的識別碼，然后將各信號發(fā)射芯片分別置于各管理目標(biāo)上，同時將各識別碼及對應(yīng)目標(biāo)的名稱分別作為一組信息參數(shù)亦存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)、備用；步驟C.確定管理目標(biāo)的名稱及方向監(jiān)控過程中，當(dāng)各陣元接收到任一管理目標(biāo)發(fā)出的信息參數(shù)后，將其與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中存入的各最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)分別進(jìn)行匹配處理， 并從中搜索出與數(shù)據(jù)庫中最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)的最優(yōu)匹配值，該匹配值所對應(yīng)的方向角即為該目標(biāo)所在的方向；同時將所收到信息參數(shù)中的識別碼與數(shù)據(jù)庫中的識別碼比對、以確定該目標(biāo)的名稱；步驟D.顯示目標(biāo)的名稱及當(dāng)前的位置方向各接收器同時依次鎖定其余各管理目標(biāo)， 并按C步驟自動處理，從而確定各管理目標(biāo)的名稱及當(dāng)前的位置方向，并在可視化界面上顯示出各管理目標(biāo)的名稱及當(dāng)前所在位置的方向；按步驟C、D循環(huán)進(jìn)行即可對各管理目標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)控。
2.按權(quán)利要求1所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于所述各方向角最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)按以下方式確定首先根據(jù)設(shè)定信號的頻率和各坐標(biāo)點(diǎn)的位置坐標(biāo)依次確定各坐標(biāo)點(diǎn)相對于各接收陣元的方向向量，并將相對于基準(zhǔn)陣元同一方向角度、不同距離的坐標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的各方向向量依次作為列向量、進(jìn)而得到該角度范圍內(nèi)各坐標(biāo)點(diǎn)相對于基準(zhǔn)陣元所對應(yīng)的陣列方向矩陣；其次根據(jù)所選定主波束的寬度設(shè)置相對于基準(zhǔn)陣元該方向角所對應(yīng)的旁瓣區(qū)域、確定該旁瓣區(qū)域內(nèi)所含坐標(biāo)點(diǎn)相對于各接收陣元的方向向量，并將所得各方向向量作為列向量、進(jìn)而得到該旁瓣區(qū)域所含坐標(biāo)點(diǎn)相對于各接收陣元的陣列方向矩陣；重復(fù)上述兩步驟，依次確定相對于基準(zhǔn)陣元各方向角度所對應(yīng)的陣列方向陣和相應(yīng)旁瓣區(qū)域所含坐標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)的陣列方向矩陣；然后利用凸優(yōu)化技術(shù)分別對各方向角度所對應(yīng)的陣列方向矩陣和相應(yīng)旁瓣區(qū)域內(nèi)所含坐標(biāo)點(diǎn)相對于各接收陣元的陣列方向矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理、以獲得相對于基準(zhǔn)陣元各方向角所對應(yīng)的最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)。
3.按權(quán)利要求2所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于所述各坐標(biāo)點(diǎn)分別相對于各接收陣元的方向向量為
4.按權(quán)利要求2所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于所述將相對于基準(zhǔn)陣元同一方向角度、不同距離的坐標(biāo)點(diǎn)所對應(yīng)的各方向向量依次作為列向量、進(jìn)而得到的該同一方向角度范圍內(nèi)各坐標(biāo)點(diǎn)相對于基準(zhǔn)陣元的陣列方向矩陣為A0(Oi) = [8(0^^),... ,a( θ ^tm)], (i = 1，···，L)
5.按權(quán)利要求2所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于所述進(jìn)而得到相對于基準(zhǔn)陣元同一方向角對應(yīng)旁瓣區(qū)域所含坐標(biāo)點(diǎn)的陣列方向矩陣為Asl(Qi) = [8(6^,... ^(0^11)^(6^11),... ,a( θ L)], (i = 1,... ,L)其中，a(9i) = [8(0,,^),...,8(0,,rM)], Qi*相對于基準(zhǔn)陣元的方向角，η為波束寬度的一半。
6.按權(quán)利要求2所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于所述利用凸優(yōu)化技術(shù)分別對各方向角度所對應(yīng)的陣列方向矩陣和相應(yīng)旁瓣區(qū)域內(nèi)所含坐標(biāo)點(diǎn)相對于各接收陣元的陣列方向矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理、即通過
7.按權(quán)利要求1所述對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，其特征在于步驟C中所述將管理目標(biāo)發(fā)出的信息參數(shù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中存入的各最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)分別進(jìn)行匹配處理，即通過f(i) = |Y(t)V|，i = 1，···，L，進(jìn)行處理，其中f (i) (i = 1，. . .，L)代表陣列接收數(shù)據(jù)與各最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)的匹配值，Y(t) =a(9r,rr)s(t),t = 1，為各接收器某一時刻接收到的數(shù)據(jù)，s (t)為空間信號，(·)H代表共軛轉(zhuǎn)置，I · I代表絕對值處理。
全文摘要
該發(fā)明公開了一種對近場目標(biāo)信號來波方向進(jìn)行測定的方法，包括將待監(jiān)控區(qū)域分成若干個小區(qū)域、并以其中心點(diǎn)該小區(qū)域坐標(biāo)，利用均勻線形陣接收設(shè)定頻率的信號；選取任一陣元為基準(zhǔn)陣元、并將所處位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，將各坐標(biāo)點(diǎn)相對于基準(zhǔn)陣元的方向角度和距離作為對應(yīng)小區(qū)域的位置坐標(biāo)，再依次將所得各方向角最優(yōu)天線加權(quán)向量參數(shù)連同各最優(yōu)加權(quán)向量參數(shù)所對應(yīng)的方向角、作為目標(biāo)來波方向進(jìn)行測向的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、連同各管理目標(biāo)上分別設(shè)置的識別碼存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)作為對目標(biāo)來波方向測定用。該發(fā)明具有可有效提高對來波方向差異的敏感性且無需知道管理目標(biāo)的距離信息，對所需硬件要求及測量成本低，提高了對信號來波方向測量的處理速度和精度等特點(diǎn)。
文檔編號G01S3/14GK102200573SQ20111006035
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者萬義和, 萬群, 徐保根, 湯四龍, 王暉, 陳慧 申請人:電子科技大學(xué)