基于自适应单脉冲的卫星角度测量方法

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1、44航天电子对抗第31卷第1期基于自适应单脉冲的卫星角度测量方法顾学军，潘点飞(中国人民解放军63637部队，甘肃酒泉732750)摘要：针对干扰对卫星角度测量的影响，提出自适应单脉冲角度测量方法。该方法将数字单脉冲与自适应数字波束形成方法有效结合，通过增加约束矩阵，使其在有效抑制干扰对测角影响的同时，保持单脉冲比曲线不发生畸变。理论分析与仿真结果表明，该方法具有更好的抗干扰性能，且测角测量的精度与准确度更高。关键词：自适应单脉冲；角度测量；和差波束；阵列天线中图分类号：TN973．2+1；TN82文献标识码：AAsatelliteanglem

2、easurementmethodbasedonadaptivemonopulsetechniqueGuXuejun，PanDianfei(Unit63637ofPLA，Jiuquan732750，Gansu，China)Abstract：Inordertoreducetheeffectofinterferenceonthesatelliteanglemeasurement，ananglemeasurementmethodbasedonadaptivemonopulseisproposed．Thismethodispresentedbymeans

3、ofcombiningdigitalmonopulseandadaptivedigitalbeamforming．Byaddingtheconstraintcondition，thealgorithmcouldeffectivelysuppressinterferencewhilekeepthemonopulseprocessor’sabilitytoestimatethesatelliteangleaccurately．Theoreticalanalysisandsimulationresultsshowthatthesuggestedmet

4、hodhasbetteranti—interferenceperformance，andhigherprecisionforanglemeasurement．Keywords：adaptivemonopulse；anglemeasurement；sum—differencebeam；arrayantenna0引言在各种卫星角度测量方法中，单脉冲测角方法以其实现简单、精度高、稳健性好等优点在实际系统得到了广泛的应用。但基于多喇叭天线或者多馈源照射反射面的传统单脉冲测角方法，难以满足测控、雷达、电子侦察等领域对多目标同时观测的需求，且存在结构复杂、

5、抗干扰能力差等不足。这是因为，当同时形成多个波束时，需要复杂的馈源结构构成单脉冲跟踪网络，导致其插损大、效率低[1]。而数字单脉冲技术通过数字波束形成的方法实现和、差波束，具有波束灵活可控、便于实现多个目标的同时测量跟踪等优点。数字单脉冲的和差波束形成加权方法主要有四种：直接和差加权方法[2]、半阵法、对称取反法以及四指向和差法[3]。Chou[41采用模拟与数字相结合的多波束形成方法，该方法只适用于阵元数目不是太多的小型阵列。收稿日期：2014—10—13；2014—11—25修回。作者简介：顾学军(1989一)，男，助理工程师，主要研究方向

6、为测量与测绘。文献E53与E6]采用子阵级和差多波束形成方法，实现对大型阵列的降维处理，通过阵元级与子阵级和差联合优化逼近，提高大型阵列波束形成性能。上述和差多波束形成方法主要针对无干扰或者旁瓣干扰情况，当存在主瓣内干扰时，和差多波束形成方法将更加复杂[7‘8]。本文采用数字单脉冲的角度测量方法，通过数字加权实现对卫星角度的测量跟踪；针对干扰对角度测量的影响，提出自适应和差波束形成方法，以抑制干扰的影响，提高卫星角度测量的精度。1基本原理数字波束形成是指通过对阵列天线进行采样加权求和，以增强期望方向的传播信号，抑制其他方向的无用信号，提高信号接

7、收质量的空间滤波技术。以N元均匀接收线阵为例，阵列模型如图1所示。假设阵元1为参考阵元，其接收到的远场来波信号为：z1一s(￡)e似(1)整个阵列接收数据可表述为：2015(1)顾学军，等：基于自适应单脉冲的卫星角度测量方法45．Ⅳ⋯321图1均匀线阵模型叉(k)一A(臼)S(k)+N(k)(2)式中，A(口)一Ea(臼1)，a(02)，⋯，a(郇)]1表示阵列流型矩阵，Js(忌)一[s。(是)，s：(志)，⋯，sP(志)]1是信号数据矩阵，N(k)一[n。(k)，n2(k)，⋯，nN(k)]T为噪声数据矩阵。对于均匀线阵，阵列流型如下：n(口

8、☆)一[1，exp(一j2ndsinOp／A)，⋯，exp(一j2n(N一1)dsin0√A)]T(3)式中，A是信号波长，d为阵元间距。单脉冲测角的