基于机载平台的干涉仪测向技术研究

摘 要： 围绕工程实际中干涉仪测向技术面临着布阵平台空间有限、不能同时对多个信号分辨的问题进行研究，提出相应的解决办法。首先根据机载平台特点，给出了5元均匀椭圆阵列模型，分析了椭圆阵列孔径与波长之比对入射角度的估计性能影响，得出了在一定孔径范围内增大阵列孔径能提高测向精度的结论；接着采用四阶累积量MUSIC算法引入虚拟阵元来解决受限平台上增大孔径的问题，仿真验证了此算法在干涉仪椭圆阵列模型中的有效性。

关键字： 机载测向； 干涉仪； 天线组阵； 四阶累积量MUSIC

中图分类号： TN911.7?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）09?0043?04

0 引 言

随着航空电子侦察技术的发展，机载测向系统以其作用范围大、侦测距离远、机动性强和可实现单机对地面目标定位等优点，能够完成地面通信电子战设备所不能完成的远距离、大区域作战任务，正越来越受到国内外关注[1]。但是在实际工程应用中，机载测向中面临着以下几个方面的问题。

（1）机载平台可供布设天线阵列的有效空间、允许的天线阵元尺寸和数量十分有限，不能使用大基础天线阵[2]；同时飞机结构面多为弧面，这也限制了均匀圆形阵向低频段扩展的可能。本文考虑到飞机本身的结构特点是机身横向窄纵向长，为有效利用飞机机腹的空间，提出了均匀椭圆布阵的形式，通过仿真分析了椭圆阵列孔径与波长之比对入射角度的估计性能影响。

（2）现代雷达系统，通常采用在目标雷达周围配备有源诱饵进行保护，这就要机载测向系统有高的分辨力，但是基于相位干涉仪的测向方法只能实现对单个信号的测向，而空间谱估计测向法可以实现对一个波束宽度内多个入射信号的来波方向估计[3]，所以有效地提高空间谱估计方法在实际测向系统中的分辨力至关重要。

（3）在实际测向中天线阵列通道幅相失衡、天线阵元的互耦等会导致测向性能的下降[3?4]，所以亟需采用有效的校正方法来改善测向性能。

本文重点研究前两个方面的问题。

1 机载平台测向天线阵设计

1.1 相关干涉仪测向技术

测向原理如下：在测向天线阵工作频率范围内和0～360°方向上，各按一定规律设点，同时在频率间隔和方位间隔上建立样本群，在测向时，将所得的数据和样本群进行相关运算和差值处理，以获得来波信号方向，可以实现宽频带范围内无模糊测向，对阵列的摆放形式没有特殊要求[4]。

基于相位差拟合的相关干涉仪代价函数为：