利用高階信息的干涉儀測向算法

摘 要：干涉儀可憑較小的復(fù)雜度對目標(biāo)進(jìn)行較精確的測向，但隨著F-22等隱身目標(biāo)的不 斷部署，要求干涉儀具有較好的低信噪比性能。在分析經(jīng)典干涉儀原理的基礎(chǔ)上，提出了一種利 用信號高階信息的干涉儀測向算法。仿真實驗證明，該算法在低信噪比下的性能優(yōu)于經(jīng)典干涉儀 方法及MUSIC算法。

關(guān)鍵詞：陣列信號處理；測向；干涉儀；MUSIC算法

中圖分類號：TN974 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-5048（2014）06-0020-03

DirectionFindingAlgorithmofInterferometerBasedonHighOrderStatistics

LIUJian，SONGAimin，RENQinghua，YANGFeng

（SchoolofInformationandNavigation，AirforceEngineeringUniversity，Xi’an710077，China）

Abstract：Aninterferometercanpreciselyestimatethedirectionoftheobjectwithlesscomputational complexity.WhilestealthobjectslikeF22disposedrapidlyinthelastfewyears，theinterferometerisre quiredwellperformanceinlowSignaltoNoiseRatio（SNR）scenario.Anewinterferometerdirection findingalgorithmbasedonhighorderstatisticsisproposedbyanalyzingtheprincipleofclassicinterferom eterinthispaper.SimulationresultsrevealthattheproposedmethodisofbetterperformanceinlowSNR scenariocomparedwiththeclassicinterferometerandMUSICalgorithm.

Keywords：arraysignalprocessing；directionfinding；interferometer；MUSIC

0 引 言

干涉儀方法是一種經(jīng)典的測向方法[1]，在單 目標(biāo)情況下的漸進(jìn)測向精度與高分辨測向MUSIC 算法相同[2]，但計算復(fù)雜度更低，在雷達(dá)與電子戰(zhàn) 等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[3]。F-22等隱身目標(biāo)的服 役對干涉儀低信噪比下的測向性能提出了更高的 要求，如何有效提高干涉儀對微弱目標(biāo)的測向能 力是一個亟待解決的問題。

提高測向算法性能的基本方法是利用更多的空間和時間信息。利用更多的空間信息是指使用 更大的天線陣，利用更多的時間信息是指積累更 長時間的數(shù)據(jù)（在測向目標(biāo)方向基D23Y69BI8Fl58WIB7qX8mcHyziH4AIuxOexMJs+A+Y0=本不變的情況 下）。但在機(jī)動載機(jī)打擊機(jī)動目標(biāo)等情況下，在空 間和時間上可以積累的數(shù)據(jù)都不可能太多，所以 這兩種方法都不適用。另一種方法是利用目標(biāo)信 號本身更多的信息。文獻(xiàn)[4]指出可以利用信號的 循環(huán)平穩(wěn)性、非圓特性及非高斯特性來提高測向 性能，而利用非高斯特性的方法就是利用高階累 積量。利用高階累積量進(jìn)行測向雖然不能提高算 法的漸進(jìn)性能，但可以提高低信噪比下的測向性 能[5]。受此啟發(fā)，本文提出了利用高階信息的干涉 儀測向方法，以提高低信噪比性能。

1 干涉儀測向基本原理

這里僅考慮一維單基線干涉儀，如圖1所示。

4 結(jié) 束 語

分析了經(jīng)典干涉儀測向的原理，研究了其相位 估計方法，提出了利用高階信息的干涉儀測向算法。 仿真實驗證明，所提算法在低信噪比下的均方根誤差性能明顯優(yōu)于經(jīng)典MUSIC算法及干涉儀測向方 法。所提算法對于弱目標(biāo)測向具有相當(dāng)?shù)膶嶋H意義。

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