[发明专利]一种基于神经网络的干涉仪角度解算方法

说明书

本发明涉及一种基于神经网络算法的干涉仪角度解算方法，通过多层神经网络拟合干涉仪测角方程曲线，从而根据输入的频率和相位信息即可计算来波信号到达角。本发明可针对单部干涉仪独立训练，从而省去干涉仪的校正过程，同时可提高测角精度。本发明具备对干涉仪布阵方式不敏感的特性，可通过相同的训练方式适应多种不同干涉仪布阵方式。同时，本发明对来波信号角度范围不敏感，可拟合大角度条件下的非线性曲线，因此可扩展干涉仪的角度测量范围。

技术领域

本发明属于电子对抗数据处理技术领域，尤其是针对干涉仪电子侦察系统的角度计算方法，进一步还涉及干涉仪电子侦察系统的天线布阵方式与校准方法，以简化干涉仪电子侦察系统的校准流程，拓展布阵方式并提高测向精度。

背景技术

电子侦察系统使用快速高精度、高识别率的无源被动探测技术进行战场监视和态势感知已成为现代战争重要的信息获取手段。干涉仪设备具有对它信号源进行定位测向的能力，同时具备系统精度高、灵敏度高、抗干扰性强、数据处理时间短、工作频率范围宽等优点而被广泛使用，其作为电子侦察系统重要组成部分，主要作用：1辐射源的分选、识别提供可靠依据(辐射源空间位置无法捷变)；2高精度的辐射源方位角测量并进一步实施无源定位；3为电子干扰和摧毁攻击提供引导。干涉仪测向系统利用电磁波到达测向天线阵各天线间信号的相位差来进而推测来波程差，根据天线间距和波程差确定来波方向。

根据干涉仪测向原理，其测向精度和相位测量精度、天线布阵方式等多方面因素有关。

干涉仪系统相位测量精度主要由天线相位特性、接收机相位一致性以及噪声导致的相位抖动等的影响，在传统的干涉仪角度测量方法中，在基线尺寸确定的条件下，相位抖动与测角精度近似为线性关系。

传统干涉仪系统布阵方式直接确定了角度解算的算法，即角度解算公式取决于天线布阵的方式与布阵参数。在不同应用场景下，对布阵方式及参数进行改变需要重新推导角度解算公式及参数。

在实际的测向中，还会出现多值模糊的问题，需要使用解模糊的算法找到真实的相位差。传统干涉仪采用的解模糊算法需要以角度和相位差的近似线性关系为前提，这种近似线性关系只存在于小的角度测量下，而在大角度测量条件下，相位差与角度的相关性不再是线性的，因此传统干涉仪在非线性的角度测量区域内解模糊准确性下降较为严重。

综上所述，传统干涉仪角度计算方法存在三方面缺陷：

[1]缺乏对相位抖动的有效抑制或基于统计、拟合的相位抖动适应算法，因此测角精度会直接受到系统的相位抖动强度影响；

[2]天线布阵形式单一，即对应用场景的适应性单一，在需要改变天线布阵时所需要的理论计算和验证工作较多，并且无法通过统一的算法实现对多种布阵方式的适应；

[3]适应的解模糊角度范围较小，在大角度解模糊时准确性下降严重。

发明内容

要解决的技术问题

为了改善现有干涉仪在大带宽条件下的校正参数较多以及相位抖动引起的测角精度恶化较为严重的问题，本发明提出一种基于神经网络的干涉仪角度解算方法。

技术方案

一种基于神经网络的干涉仪角度解算方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：利用干涉仪获取确定角度下的相位信息；对获得的信息进行预处理：

S101、在微波暗室中，将干涉仪安装于实验转台，利用转台调整干涉仪与信号源之间的角度，按照一定的角度间隔调整转台，利用干涉仪对信号的相位及频率进行测量，干涉仪的4个测量天线得到四个不同的相位值，同一信号对应一个频率值f；

S102、根据先验信息，删除一些明显是干扰信号的相位数据；