具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

本实施例提供一种相关干涉仪测向方法，该测向方法对测向算法进行改进，可适用于单通道、双通道及多通道相关干涉仪系统；主要是在进行相关运算时，利用天线振子接收信号的幅度信息对相关干涉仪测向结果进行加权，保证相关运算的结果主要依赖于接收幅度较强的天线振子，降低接收信号幅度弱的天线振子对相关运算结果的影响，从而提升在弱信号条件下的测向精度。

如图1所示，本实施例的相关干涉仪测向方法具体包括如下步骤：

步骤S1：按照预设频率采集测向天线中各测量振子所接收到的信号，并获取各测量振子的信号幅度和相对参考振子的相位差信息；

步骤S2：利用信号幅度对相位差信息进行加权处理，并与样本库对应的相位信息进行相关计算获得各角度所对应的相关系数；

步骤S3：根据各角度所对应的相关系数对信号来波方向进行计算以输出最终的测向结果。

本实施例在进行信号采集之前，需要预先设置好指定的频率和指定的宽带等参数，让相关干涉仪可按照预先设置的频率和宽带等参数接收信号；同时，相关干涉仪中的测向天线阵中的各测量振子可接收无线电信号。

各测量振子按照预设频率接收到无线电信号后可获取信号的幅度及相位。记所有振子的幅度组成的幅度矢量是，所有振子和参考振子相位差组成的相位差矢量是。

本实施例在获得测量振子的幅度矢量后，还需对幅度进行归一化处理；其归一化处理的方法为：

在幅度矢量E中搜索各测量振子测量信号幅度的最大幅度矢量值，记为Emax；

结合最大幅度矢量值分别对每个测量振子的幅度矢量进行归一化处理以获得每个测量振子所对应的归一化幅度矢量值，其归一化幅度矢量值的计算公式为：；其中E为幅度矢量，Emax为最大幅度矢量值。

归一化运算所获得的幅度矢量用于在进行相关系数运算时为相位信息进行加权处理。而本实施例中用于相关系数的运算的相位信息除了采集所得的所有测量振子与参考振子之间的相位差矢量之外，还需从样本库中读取的预设频率所对应的样本数据的相位差矢量，在获取测量的相位差矢量和样本的相位差矢量后，再对测量的相位差矢量进行加权运算后与样本的相位差矢量进行相关运算，以获得对应的相关系数。

而本实施例中所述样本库的建立方法为：

在一个标准场地中控制测向天线按照预设的频率、方位及天线四周范围内预设的角度间隔依次发射信号，记录每个角度上各测量振子与参考振子之间的相位差矢量，并将所有相位差数据作为样本数据存储在样本库中。其中标准场地指的是无反射环境开阔场地，可减少环境中多余信号对本次样本测试造成干扰。本实施例进行样本数据采集过程中，在每个频率下，在天线四周360°范围内按照一定角度间隔发射信号，记录每个频率下每个角度间隔所对应的相位差矢量，并将在标准场地中记录的所有相位差矢量集合成样本数据存储在样本库中。

本实施例在获得按照预设频率测试所得的相位差矢量后，从样本库中读取本次测试频率所对应的样本数据，记为，为样本数据中第i个角度间隔上的相位差矢量，；其后通过测试所得的相位差矢量和样本库中获得的相位差矢量进行相关系数运算，第i个角度间隔上的相关系数计算如下：

；

其中，n为天线振子的数量；为第j个测量振子的归一化幅度矢量；为样本库中第j个测量振子在第i个角度间隔上的相位差矢量；为第j个测量振子与参考振子之间的相位差矢量。

本实施例中对测试所得的相位差矢量和样本库中获得的相位差矢量进行求差运算后，利用归一化幅度矢量对求差后的相位信息进行加权，从而降低弱信号对相关结果的影响，提升弱信号条件下的测向精度。

此外，本实施例中的相关系数的运算公式还可以用绝对值或平方和运算进行替换；用绝对值的相关系数计算公式如下：

；

用平方和的相关系数计算公式如下：

；

利用绝对值或平方和的方式进行相关系数运算，可对0°附近的角度进行特殊处理，例如0°和359°这两个角度相差1°，若仅是简单将两个相位差矢量进行求差会导致运算结果有误，因此，采用绝对值或平方和的方式需要对运算进行变更。而前述使用cos函数进行相关系数运算则可避免出现该问题。

本实施例计算获得相关系数后，需要进行角度计算，其测试角度的计算方法为：

1）预设样本库的采样间隔是φ，即样本矢量的对应的角度分别是0、、；

2）根据相关系数矢量搜索其峰值，获取相关系数矢量的峰值点所对应的矢量角度和相关系数值；

3）根据采样间隔找到与峰值点相邻的两个点，并获取与其峰值点相邻两个点的矢量角度及其对应的相关系数值；如图2所示，本实施例中将与峰值点相邻的两个点分别设为和，则为点的相关系数值，则为点的相关系数值；

4）根据峰值点及其相邻两个点的矢量角度、相关系数值，通过二项式曲线拟合方法计算获得最终的测向角度。

本实施例中按照以下二项式曲线拟合公式计算最终的测向结果：

；

其中，为峰值点所对应的矢量角度；为峰值点所对应的相关系数值；和分别为与峰值点相邻的两个点，为点的相关系数值，为点的相关系数值。

本实施例主要针对测向算法进行改进，适用于单通道、双通道及多通道相关干涉仪系统。主要是在进行相关运算时，利用天线振子接收信号的幅度信息对相位差结果进行加权，保证相关运算的结果主要依赖于接收幅度较强的天线振子，降低接收信号幅度弱的天线振子对相关运算结果的影响，从而提升在弱信号条件下的测向精度。

实施例二

本实施例提供一种相关干涉仪测向系统，执行如实施例一所述的相关干涉仪测向方法，本实施例以角度间隔，八个测向振子和一个中心参考振子组成测向天线阵为例对测向系统的各模块功能进行说明。

其测向系统主要包括如下模块：样本库模块、信号采集模块、幅度相位计算模块、相关系数计算模块和角度计算模块。

其中，本实施例的样本数据收集完毕后，后续测向时可直接使用，无需重复获取。样本库模块中的样本数据收集方法为：预先在标准场地（无反射环境开阔场地），对于每个工作频率，在天线四周360°范围，在所有的角度间隔上（0°、2°、4°……358°）发射信号，记录每个角度上所有振子的相位差矢量，所有的相位差数据构成样本数据并存储在样本库模块中。

样本库中对于某一工作频率的样本数据格式如下，其中是角度角度上的8个天线振子的相位差矢量，如下：

。

所述信号采集模块用于按照预设频率采集测向天线中各测量振子所接收到的信号。

所述幅度相位计算模块用于计算各测量振子的接收信号幅度以及各测量振子和参考振子之间的相位差矢量；记所有振子的幅度组成的幅度矢量是；记所有振子和参考振子相位差组成的相位差矢量。

所述相关系数计算模块用于从样本库中读取预设频率所对应的样本数据，并利用信号幅度对相位差矢量进行加权处理，再结合样本数据进行相关计算获得各角度所对应的相关系数；具体为：

对幅度进行归一化运算，即在幅度矢量E中搜索各振子测量信号幅度的最大值，记为Emax；

计算归一化幅度矢量：

。

从样本库读取本次测试频率的样本数据，记为。

为第i个角度间隔上的相位差矢量，

；并根据样本数据和测试所得的相位差矢量进行相关系数运算，第i个角度间隔上的相关系数计算如下：。

所述角度计算模块用于根据各角度所对应的相关系数对信号来波方向进行计算以输出最终的测向结果。具体为：

根据相关系数矢量，搜索其峰值，相邻两点为和，其中；并对其进行二项式曲线拟合，计算出最终的测向结果：

。

实施例三

本实施例提供一种相关干涉仪设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中的相关干涉仪测向方法；另外，本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的相关干涉仪测向方法。

本实施例中的设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。