本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域,更進(jìn)一步涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域中的一種米波雷達(dá)有多徑反射時(shí)對(duì)高仰角目標(biāo)的仰角測(cè)量方法。本發(fā)明可用于改善米波雷達(dá)對(duì)高仰角目標(biāo)測(cè)仰角過(guò)程中,由于存在地面或海面引起的多徑反射回波所導(dǎo)致的目標(biāo)仰角估計(jì)精度下降的問(wèn)題。
背景技術(shù):
米波雷達(dá)由于波束寬,在對(duì)低仰角目標(biāo)定位時(shí),雷達(dá)波束打地,使得目標(biāo)的直達(dá)波和地(海)面反射的多徑反射波在天線波束主瓣內(nèi)疊加,這兩個(gè)信號(hào)強(qiáng)相關(guān),這組強(qiáng)相關(guān)的信號(hào)同時(shí)被雷達(dá)天線接收,使得雷達(dá)不能正確的估計(jì)出目標(biāo)的仰角,在對(duì)高仰角目標(biāo)進(jìn)行仰角測(cè)量時(shí),由于天線波束旁瓣內(nèi)存在多徑反射信號(hào),仰角測(cè)量精度低,在對(duì)仰角測(cè)量精度要求高的雷達(dá)系統(tǒng)中,多徑反射信號(hào)的干擾仍然不可忽略,值得重視。
張光義院士在其發(fā)表的論著《相控陣?yán)走_(dá)原理[M]》(國(guó)防工業(yè)出版社,1994北京)中公開(kāi)了一種單脈沖測(cè)角方法。該單脈沖測(cè)角方法是利用單個(gè)脈沖的回波信號(hào)測(cè)出目標(biāo)真實(shí)位置的測(cè)角方法。傳統(tǒng)的單脈沖測(cè)角方法中的比幅單脈沖測(cè)角方法是利用在觀測(cè)方向上形成的兩個(gè)指向不同的接收波束,比較這兩個(gè)接收波束的幅度差異,查表可知每個(gè)目標(biāo)的估計(jì)仰角。傳統(tǒng)的單脈沖測(cè)角方法忽略了米波雷達(dá)的天線方向圖內(nèi)的多徑反射信號(hào)的干擾,因此用傳統(tǒng)單脈沖測(cè)角方法在米波雷達(dá)在存在多徑反射信號(hào)時(shí)對(duì)高仰角目標(biāo)進(jìn)行仰角測(cè)量存在測(cè)量精度低的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,提出一種米波雷達(dá)有多徑反射時(shí)對(duì)高仰角目標(biāo)的仰角測(cè)量方法。本發(fā)明提出一種計(jì)算左、右波束(左波束即下波束,右波束即上波束)指向方向圖的加權(quán)值的方法,通過(guò)直接抑制米波雷達(dá)的多徑反射信號(hào)的干擾,以解決現(xiàn)有技術(shù)在米波雷達(dá)存在多徑反射信號(hào)時(shí)對(duì)高仰角目標(biāo)的仰角測(cè)量精度低的問(wèn)題。
本發(fā)明的基本思路是:確定仰角測(cè)量的左、右波束指向和中心指向,確定凹口區(qū)間,計(jì)算特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量,構(gòu)成信號(hào)子空間,確定加權(quán)值,建立鑒角曲線,確定接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的仰角值。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體步驟如下:
(1)確定仰角測(cè)量的左、右波束指向:
(1a)在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)發(fā)射脈沖中任意選定兩個(gè)相互交疊的波束;
(1b)將左邊的波束作為仰角測(cè)量的左波束,右邊的波束作為仰角測(cè)量的右波束,將仰角測(cè)量的左波束的指向作為仰角測(cè)量的左波束指向,仰角測(cè)量的右波束的指向作為仰角測(cè)量的右波束指向;
(2)確定仰角測(cè)量的中心指向:
將仰角測(cè)量的左波束與右波束交疊位置的指向作為仰角測(cè)量的中心指向;
(3)確定凹口區(qū)間:
按照下式,確定仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間:
其中,D表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間,θL表示仰角測(cè)量的左波束指向,θR表示仰角測(cè)量的右波束指向,Δ表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間大小的二分之一;
(4)計(jì)算特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量:
(4a)按照導(dǎo)向矢量公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量;
(4b)按照自相關(guān)矩陣公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣;
(4c)按照特征矢量公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的特征值及該特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量;
(5)構(gòu)成信號(hào)子空間:
將仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的所有特征值從大到小排序,選取排序后的特征值中的前m個(gè)特征值所對(duì)應(yīng)的特征矢量,m的取值取決于雷達(dá)的工作環(huán)境,將所選取特征矢量組成信號(hào)子空間;
(6)確定加權(quán)值:
按照下式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值:
w1=[I-G*(GH*G)-1*GH]*w3
w2=[I-G*(GH*G)-1*GH]*w4
其中,w1、w2分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值,I表示單位矩陣,G表示信號(hào)子空間,*表示矩陣相乘操作,H表示共軛轉(zhuǎn)置操作,(·)-1表示矩陣求逆操作,w3、w4分別表示采用傳統(tǒng)比幅單脈沖測(cè)角方法確定的仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值;
(7)建立鑒角曲線:
(7a)在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)發(fā)射脈沖中任意選定兩個(gè)相互交疊的波束,將該交疊位置的指向作為仰角測(cè)量的中心指向,取一段以仰角測(cè)量的中心指向?yàn)橹行牡膮^(qū)間作為鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間;
(7b)按照導(dǎo)向矢量公式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量;
(7c)按照加權(quán)求和公式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值;
(7d)按照下式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的比值:
其中,fk表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值,pk1、pk2分別表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值;
(7e)連接鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的比值,得到鑒角曲線;
(8)確定接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的仰角值:
(8a)按照加權(quán)求和公式,計(jì)算在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)的左、右加權(quán)求和值;
(8b)按照下式,計(jì)算接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值:
其中,g表示接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值,q1、q2分別表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)的左、右加權(quán)求和值;
(8c)按照下式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值:
ck=|fk-g|
其中,ck表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值,|·|表示取絕對(duì)值操作,fk表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值,g表示接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值;
(8d)取鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上所有的導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值中最小的差值,將該差值對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向矢量的仰角值作為在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的仰角值。
本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
第一,由于本發(fā)明在仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖上確定了凹口區(qū)間,使得米波雷達(dá)能夠抑制仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的旁瓣內(nèi)的多徑反射信號(hào)的干擾,克服了現(xiàn)有技術(shù)忽略方向圖內(nèi)的多徑反射信號(hào)的干擾,在對(duì)高仰角目標(biāo)仰角測(cè)量時(shí)精度低的問(wèn)題,使得本發(fā)明具有對(duì)高仰角目標(biāo)仰角測(cè)量精度高的優(yōu)點(diǎn)。
第二,由于本發(fā)明采用了由仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的選取的特定的特征矢量構(gòu)成的信號(hào)子空間,減少了計(jì)算量,使得本發(fā)明具有利于工程實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的流程圖;
圖2為本發(fā)明的米波雷達(dá)多徑反射信號(hào)示意圖;
圖3為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)中左、右波束指向方向圖;
圖4為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)中鑒角曲線示意圖;
圖5為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)中仰角測(cè)量精度圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參照附圖1,本發(fā)明的具體步驟如下:
步驟1,確定仰角測(cè)量的左、右波束指向。
在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)發(fā)射脈沖中任意選定兩個(gè)相互交疊的波束。
將左邊的波束作為仰角測(cè)量的左波束,右邊的波束作為仰角測(cè)量的右波束,將仰角測(cè)量的左波束的指向作為仰角測(cè)量的左波束指向,仰角測(cè)量的右波束的指向作為仰角測(cè)量的右波束指向。
步驟2,確定仰角測(cè)量的中心指向。
將仰角測(cè)量的左波束與右波束交疊位置的指向作為仰角測(cè)量的中心指向。
步驟3,確定凹口區(qū)間。
按照下式,確定仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間:
其中,D表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間,θL表示仰角測(cè)量的左波束指向,θR表示仰角測(cè)量的右波束指向,Δ表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間大小的二分之一。
步驟4,計(jì)算特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量。
按照導(dǎo)向矢量公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量:
其中,a(θi)表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第i個(gè)導(dǎo)向矢量,θi表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第i個(gè)導(dǎo)向矢量的仰角值,e表示指數(shù)符號(hào),j表示虛數(shù),π表示圓周率,d表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元間距,N表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元總數(shù),sin表示正弦操作,λ表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng),T表示轉(zhuǎn)置操作。
按照自相關(guān)矩陣公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣:
R=a*aH
其中,R表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣,a表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量,*表示矩陣相乘操作,H表示共軛轉(zhuǎn)置操作。
a的表達(dá)式如下:
a=[a(θ1),a(θ2)..........a(θn)]
其中,a(θ1),a(θ2),a(θn)分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第1個(gè),第2個(gè),第n個(gè)導(dǎo)向矢量,θ1,θ2,θn分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第1個(gè),第2個(gè),第n個(gè)導(dǎo)向矢量的仰角值。
按照特征矢量公式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的特征值及該特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量:
R*Vi=λiVi
其中,R表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣,*表示矩陣相乘操作,Vi表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的第i個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量,λi表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的第i個(gè)特征值。
步驟5,構(gòu)成信號(hào)子空間。
將仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的所有特征值從大到小排序,選取排序后的特征值中的前m個(gè)特征值所對(duì)應(yīng)的特征矢量,m的取值取決于雷達(dá)的工作環(huán)境,將所選取特征矢量組成信號(hào)子空間。
步驟6,確定加權(quán)值。
按照下式,計(jì)算仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值:
w1=[I-G*(GH*G)-1*GH]*w3
w2=[I-G*(GH*G)-1*GH]*w4
其中,w1、w2分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值,I表示單位矩陣,G表示信號(hào)子空間,*表示矩陣相乘操作,H表示共軛轉(zhuǎn)置操作,(·)-1表示矩陣求逆操作,w3、w4分別表示采用傳統(tǒng)比幅單脈沖測(cè)角方法確定的仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值。
G的表達(dá)式如下:
G=[V1,V2,..,Vm-1,Vm]
其中,G表示信號(hào)子空間,V1,V2,..,Vm-1,Vm分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的選定的m個(gè)特征值所對(duì)應(yīng)的m個(gè)特征矢量。
w3、w4的表達(dá)式分別如下:
w3、w4分別表示采用傳統(tǒng)比幅單脈沖測(cè)角方法確定的仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值,e表示指數(shù)符號(hào),j表示虛數(shù),π表示圓周率,d表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元間距,N表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元總數(shù),sin表示正弦操作,θL表示仰角測(cè)量的左波束指向,θR表示仰角測(cè)量的右波束指向,λ表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng),T表示轉(zhuǎn)置操作。
步驟7,建立鑒角曲線。
在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)發(fā)射脈沖中任意選定兩個(gè)相互交疊的波束,將該交疊位置的指向作為仰角測(cè)量的中心指向,取一段以仰角測(cè)量的中心指向?yàn)橹行牡膮^(qū)間作為鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間。
按照導(dǎo)向矢量公式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量:
其中,b(θk)表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量,θk表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的仰角值,e表示指數(shù)符號(hào),j表示虛數(shù),π表示圓周率,d表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元間距,N表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的陣元總數(shù),sin表示正弦操作,λ表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)天線的發(fā)射信號(hào)的波長(zhǎng),T表示轉(zhuǎn)置操作。
按照加權(quán)求和公式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值:
pk1=|w1H*b(θk)|
pk2=|w2H*b(θk)|
其中,pk1、pk2分別表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值,|·|表示取絕對(duì)值操作,w1、w2分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值,H表示共軛轉(zhuǎn)置操作,*表示矩陣相乘操作,b(θk)表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量,θk表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的仰角值。
按照下式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的比值:
其中,fk表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值,pk1、pk2分別表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值。
連接鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的比值,得到鑒角曲線。
步驟8,確定接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的仰角值。
按照加權(quán)求和公式,計(jì)算在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)的左、右加權(quán)求和值:
q1=|w1H*X|
q2=|w2H*X|
其中,q1、q2分別表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)的左、右加權(quán)求和值,|·|表示取絕對(duì)值操作,w1、w2分別表示仰角測(cè)量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值,H表示共軛轉(zhuǎn)置操作,*表示矩陣相乘操作,X表示米波雷達(dá)接收的信號(hào)矩陣。
按照下式,計(jì)算接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值:
其中,g表示接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值,q1、q2分別表示在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)的左、右加權(quán)求和值。
按照下式,計(jì)算鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值:
ck=|fk-g|
其中,ck表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值,|·|表示取絕對(duì)值操作,fk表示鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個(gè)導(dǎo)向矢量的比值,g表示接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值。
取鑒角曲線上仰角測(cè)量區(qū)間上所有的導(dǎo)向矢量的比值與接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的比值的差值中最小的差值,將該差值對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向矢量的仰角值作為在有多徑反射時(shí),米波雷達(dá)接收信號(hào)內(nèi)目標(biāo)的仰角值。
下面結(jié)合仿真圖對(duì)本發(fā)明的效果做進(jìn)一步的描述。
1.仿真條件:
本發(fā)明的仿真是在MATLAB R2010a的軟件環(huán)境下進(jìn)行的。#
2.仿真內(nèi)容:
本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)所使用的天線為垂直放置的均勻線陣,陣元數(shù)為10,陣元間距為米1.6,天線中心高度為25米,波長(zhǎng)為3.2米。多徑反射系數(shù)為0.95。雙波束指向中心為12°,波束1指向?yàn)?°,波束2指向?yàn)?5°。凹口置零區(qū)間為-17°到-8°。鑒角曲線仰角測(cè)量區(qū)間為8.5°到16.5°。實(shí)際搜索目標(biāo)的仰角區(qū)間為10°到14°,目標(biāo)距離為100千米,目標(biāo)信噪比為21dB,進(jìn)行500次蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)。
3.仿真效果分析:
圖2為本發(fā)明的米波雷達(dá)多徑反射信號(hào)示意圖。圖2中的hr表示米波雷達(dá)天線的架高,Rd表示目標(biāo)與米波雷達(dá)的距離,θ1表示目標(biāo)的仰角,θ2表示多徑反射信號(hào)的反射角。
從圖2中可以看出米波雷達(dá)既能接收到目標(biāo)的信號(hào),也能接收到多徑反射信號(hào)。
圖3(a)為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)中左波束指向方向圖。圖3(a)是左波束指向方向圖。圖3(a)中的橫坐標(biāo)表示仰角范圍,縱坐標(biāo)表示幅值。圖3(b)為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)中右波束指向方向圖。圖3(b)是右波束指向方向圖。圖3(b)中的橫坐標(biāo)表示仰角范圍,縱坐標(biāo)表示幅值。
從圖3(a)、圖3(b)中可以看出左、右波束指向方向圖均在各自波束指向處有最大的幅值,同時(shí)均在-17°到-8°仰角范圍內(nèi)形成凹口,達(dá)到抑制多徑反射信號(hào)的目的。
圖4為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)得到的鑒角曲線,該鑒角曲線是利用本發(fā)明的仿真參數(shù),通過(guò)計(jì)算仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值,計(jì)算仰角測(cè)量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個(gè)導(dǎo)向矢量的比值,連接仰角測(cè)量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的比值,得到的鑒角曲線。圖4中的橫坐標(biāo)表示仰角測(cè)量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的仰角值,縱坐標(biāo)表示仰角測(cè)量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的比值。
從圖4中可以看出在鑒角曲線上,縱坐標(biāo)的每個(gè)比值只對(duì)應(yīng)一個(gè)仰角值,滿足單調(diào)性。
圖5為本發(fā)明的仿真實(shí)驗(yàn)得到的仰角測(cè)量精度圖。該仰角測(cè)量精度圖是利用本發(fā)明的仿真參數(shù),計(jì)算本發(fā)明方法下的目標(biāo)仰角值和傳統(tǒng)比幅單脈沖測(cè)角方法下的目標(biāo)仰角值,計(jì)算各個(gè)方法下計(jì)算的目標(biāo)仰角值與目標(biāo)的真實(shí)仰角值的誤差值,連接所有的誤差值,繪制得到的仰角測(cè)量精度圖。
圖5中的橫坐標(biāo)表示目標(biāo)的真實(shí)仰角,縱坐標(biāo)表示仰角測(cè)量誤差值。
從圖5中可以看出,本發(fā)明的仰角測(cè)量誤差值低于傳統(tǒng)比幅單脈沖測(cè)角方法的仰角測(cè)量誤差值,仰角的測(cè)量精度高。