G = Ga;
[0015] 步驟2、利用步驟1中得到的幅度校準因子G對回波信號進行幅度校準；
[0016] 步驟3、提取回波信號中的單到達角信號，并利用這些單到達角回波信號進行環(huán)天 線通道的相位校準；
[0017] 步驟4、利用定向算法對步驟3中校準后的單到達角回波信號進行方位角估計。
[0018] 所述步驟3中提取單到達角回波的方法為：篩選兩環(huán)天線回波信號中信噪比均高 于閾值的譜點，統(tǒng)計這些譜點上兩環(huán)的相位差分布，搜索其中分布概率高于設定閾值的角 度區(qū)間，則該區(qū)間對應的回波信號來自單到達角目標，取該區(qū)間的中間值作為相位校準因 子。
[0019] 所述步驟4中的定向算法為多重信號分類算法，校準后兩正交環(huán)天線接收到的信 號記為x(t) = [XA(t)，xB(t)]T，二者分別為回波磁場信號的兩個正交分量，將這兩個接收 信號相對于磁場模量
【主權(quán)項】
1. 一種用于HF/VHF雷達的微型接收天線，其特征在于： 包含兩個獨立的單元，各單元均包括相同的部件，具體包括：環(huán)天線、天線諧振回路、天 線放大器、供電模塊、外圍電路；兩個單元相互正交地固定于同一電路板上，電路板用絕緣、 防水外盒封閉，盒體底部留有兩個同軸電纜插座，各單元輸出信號分別與同軸電纜插座相 連。
2. 按權(quán)利要求1所述的一種用于HF/VHF雷達的微型接收天線，其特征在于： 所述的環(huán)天線包括兩組繞制在鐵氧體磁棒上的線圈，兩個單元中的環(huán)天線分別為環(huán)天 線A和環(huán)天線B ;環(huán)天線A對應線圈a、b，環(huán)天線B對應線圈c、d ;四個線圈均水平擺放在電 路板上，并且關(guān)于電路板中心對稱；擺放方式包括兩種：十字擺放和方形擺放；十字擺放即 線圈a、線圈b位于"十"字的一條邊上，線圈c、線圈d共軸地位于另一邊，且與前者正交； 方形擺放即線圈a、線圈b位于方形的兩條對邊上，線圈c、線圈d位于另外兩條對邊上。
3. 按權(quán)利要求1所述的一種用于HF/VHF雷達的微型接收天線，其特征在于：所述環(huán)天 線中，兩個線圈的一端分別與同一個串聯(lián)諧振電容連接，兩個線圈的另一端分別與同一個 天線放大器連接，天線放大器通過電纜與接收機通道連接。
4. 按權(quán)利要求2所述的一種用于HF/VHF雷達的微型接收天線，其特征在于：還包括一 個新增的獨立單元；該新的獨立單元的組成部件與另外兩個獨立單元完全一致，并相應在 防水盒底部增加一個同軸電纜插座；新增單元中的環(huán)天線C與權(quán)利要求2中所述環(huán)天線A、 B -樣，由兩組繞制在鐵氧體磁棒上的線圈組成，繞制方式完全相同；環(huán)天線C的擺放方式 與環(huán)天線A、B所在平面垂直，三者關(guān)于電路板的中心位置對稱。
5. -種利用權(quán)利要求1所述天線進行方位角估計的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、架設天線之前，測量對應兩個環(huán)天線的接收通道的幅度差異及兩個環(huán)天線 分別達到最大響應時的幅度差異Ga，架設天線之后的通道幅度差異記為G = 4· Ga; 步驟2、利用步驟1中得到的幅度校準因子G對回波信號進行幅度校準； 步驟3、提取回波信號中的單到達角信號，并利用這些單到達角回波信號進行環(huán)天線通 道的相位校準； 步驟4、利用定向算法對步驟3中校準后的單到達角回波信號進行方位角估計。
6. 按權(quán)利要求5所述的方位角估計的方法，其特征在于： 所述步驟3中提取單到達角回波的方法為：篩選兩環(huán)天線回波信號中信噪比均高于閾 值的譜點，統(tǒng)計這些譜點上兩環(huán)的相位差分布，搜索其中分布概率高于設定閾值的角度區(qū) 間，則該區(qū)間對應的回波信號來自單到達角目標，取該區(qū)間的中間值作為相位校準因子。
7. 按權(quán)利要求5所述的方位角估計的方法，其特征在于： 所述步驟4中的定向算法為多重信號分類算法，校準后兩正交環(huán)天線接收到的信號記 為X(t) = [XA(t)，xB(t)]T，二者分別為回波磁場信號的兩個正交分量，將這兩個接收信號 相對于磁場模量+ 進行歸一化以消除環(huán)境對各自環(huán)天線方向性的影響，然后再 進行方位角估計，變換形式如下： ^ '(〇 = -Y1 (〇/VxJ(0 + ^·'?(〇/yj+t)
8. -種利用權(quán)利要求4所述天線進行方位角估計的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、幅度校準、提取單到達角回波、相位校準，具體過程與權(quán)利要求5中步驟1-3類 同； 步驟2、利用定向算法對步驟1中得到的校準后的單到達角回波進行方位角、俯仰角估 計。
9.按權(quán)利要求9所述的方位角估計的方法，其特征在于： 所述步驟2中的定向算法為多重信號分類算法，校準后三個正交環(huán)天線接收到的信號 記為X(t) = [、(〇，知(〇，&(〇]'三者分別為回波磁場信號的三維正交分量，將這三個接 收信號相對于磁場模量^.ν?) + .v〗⑴+. .Vi:.⑴進行歸一化以消除環(huán)境對各自環(huán)天線方向性的 影響，然后再進行方位角估計、俯仰角估計，變換形式如下：
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于高頻（HF）或甚高頻（VHF）雷達的微型接收天線及方位角估計方法。該天線主體由兩個正交擺放的環(huán)天線組成，兩個環(huán)天線置于同一個防水盒中，由一根支撐桿架設在地面上，主要用于探測海面、水面散射回波和目標回波，以及低空目標回波。兩個環(huán)接收到的信號分別為磁場的兩個正交分量，對磁場模量歸一化后可得到理想方向圖用于方位角估計。本發(fā)明的優(yōu)勢在于：天線對架設環(huán)境沒有太大限制，只要探測范圍沒有巨型遮擋物造成回波較大衰減即可，一般的金屬欄桿、矮小房屋、樹木、小型石頭等對方位的估計皆沒有影響。本發(fā)明的天線在任何環(huán)境下使用，不需要另外單獨現(xiàn)場測量其方向圖，全部按理想方向圖處理即可，不會影響方位估計的準確性。
【IPC分類】H01Q1-50, G01R29-10, H01Q1-42, H01Q7-08, G01S7-40
【公開號】CN104659491
【申請?zhí)枴緾N201510069768
【發(fā)明人】文必洋, 田應偉, 吳世才, 譚劍
【申請人】武漢大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月10日