[发明专利]一种基于距离和载波相差的二维角度解算方法

权利要求书

1.一种基于距离和载波相差的二维角度解算方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(一)、确定测角目标函数m(α，β)最大值搜索的方位角步长st_α和俯仰角步长st_β，其中δ_α为方位角侧角精度，δ_β为俯仰角测角精度；

步骤(二)、计算复向量v，公式如下：

v=e-jΔpy1-00e-jΔpy2-00e-jΔpy2-y1e-jΔpz1-00e-jΔpz2-00e-jΔpz2-z1e-jΔpy1-z1e-jΔpy2-z2]]>

其中：Δp_y1-00、Δp_y2-00、Δp_y2-y1、Δp_z1-00、Δp_z2-00、Δp_z2-z1、Δp_y1-z1、Δp_y2-z2分别为阵元y1与00、y2与00、y2与y1、z1与00、z2与00、z2与z1、y1与z1、y2与z2的相位差；j表示复数虚部；

步骤(三)、令方位角α＝amin_α、俯仰角β＝amin_β，方位角、俯仰角的测角范围分别为[amin_α，amax_α]、[amin_β，amax_β]，通过如下公式计算目标P到阵元y1、y2、00、z1、z2的距离R_y1、R_y2、R₀₀、R_z1、R_z2：

xp=Rcos(β)cos(α)yp=Rcos(β)sin(α)zp=-Rsin(β)Ry1=(xp-xy1)2+(yp-yy1)2+(zp-zy1)2Ry2=(xp-xy2)2+(yp-yy2)2+(zp-zy2)2R00=(xp-x00)2+(yp-y00)2+(zp-z00)2Rz1=(xp-xz1)2+(yp-yz1)2+(zp-zz1)2Rz2=(xp-xz2)2+(yp-yz2)2+(zp-zz2)2.]]>

其中：R为目标P到天线阵的距离；

(x_y1，y_y1，z_y1)、(x_y2，y_y2，z_y2)、(x₀₀，y₀₀，z₀₀)、(x_z1，y_z1，z_z1)、(x_z2，y_z2，z_z2)分别为阵元y1、y2、00、z1、z2的坐标；

步骤(四)、计算载波相位差复向量函数s(α，β)，公式如下：

s(α,β)=ejk(Ry1-R00)ejk(Ry2-R00)ejk(Ry2-Ry1)ejk(Rz1-R00)ejk(Rz2-R00)ejk(Rz2-Rz1)ejk(Ry1-Rz1)ejk(Ry2-Rz2)]]>

其中：k为单频信号的波数，等于λ为目标点发射到天线阵元的信号载波波长入射波；

j表示复数虚部；

步骤(五)、计算测角目标函数m(α，β)，将计算出的m(α，β)记为m_0×0，公式如下：

m(α,β)=18-|s(α,β)H·v|]]>

其中：H表示复向量的共轭转置操作，·表示复向量内积；

步骤(六)、令方位角α＝amin_α+st_α×n、俯仰角β＝amin_β+st_β×m，设立如下三个条件：(1)n、m是整数；(2)amin_α+st_α×n≤amax_α；(3)amin_β+st_β×m≤amax_β；重复步骤(三)～步骤(五)，计算所有满足条件(1)、(2)、(3)的方位角α＝amin_α+st_α×n、俯仰角β＝amin_β+st_β×m组合上的测角目标函数值m(α，β)，并将方位角α＝amin_α+st_α×n、俯仰角β＝amin_β+st_β×m合上的测角目标函数值m(α，β)记为m_n×m；

步骤(七)、搜索步骤(五)计算出的m_0×0和步骤(六)计算出的m_n×m中的最大值，具体方法如下：

(1)设i、j、a、b、result为变量，且i、j、a、b、result的初始值置为0；

(2)如果m_i×j大于等于result：

将m_i×j的值赋给result，将i的值赋给a，将j的值赋给b。

否则，

result、a、b取值不变。

(3)如果amin_α+st_α×(i+1)≤amax_α：

i取值加1，执行第(2)步；

否则，

如果amin_β+st_β×(j+1)≤amax_β：

i置为0，j取值加1，执行第(2)步。

否则，

执行第(4)步；

(4)、输出a，b取值；

步骤(八)、计算目标方位角α和俯仰角β：方位角α＝amin_α+st_α×a，俯仰角β＝amin_β+st_β×b。