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雜度對目標進行較精確的測向，但隨著F-22等隱身目標的不 斷部署，要求干涉儀具有較好的低信噪比性能。在分析經典干涉儀原理的基礎上，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于經典干涉儀 方法及MUSIC算法。

關鍵詞：陣列信號處理；測向；干涉儀；MUSIC算法

中圖分類號：TN974 文獻標識碼：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典的測向方法[1]，在單 目標情況下的漸進測向精度與高分辨測向MUSIC 算法相同[2]，但計算復雜度更低，在雷達與電子戰 等領域得到了廣泛應用[3]。F-22等隱身目標的服 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 長時間的數據（在測向目標方向基D23Y69BI8Fl58WIB7qX8mcHyziH4AIuxOexMJs+A+Y0=本不變的情況 下）。但在機動載機打擊機動目標等情況下，在空 間和時間上可以積累的數據都不可能太多，所以 這兩種方法都不適用。另一種方法是利用目標信 號本身更多的信息。文獻[4]指出可以利用信號的 循環平穩性、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。利用高階累積量進行測向雖然不能提高算 法的漸進性能，但可以提高低信噪比下的測向性 能[5]。受此啟發，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 束 語

分析了經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于經典MUSIC算法及干涉儀測向方 法。所提算法對于弱目標測向具有相當的實際意義。

參考文獻：

[1]戴幻堯，戚宗峰，雷昊，等.單元極化誤差對干涉儀測 向影響的建模與仿真[J].現代雷達，2014，36（7）：73 -76.

[2]劉劍，宋愛民，任清華.干涉儀與MUSIC算法的測向 原理及精度對比[J].航空兵器，2012（3）：29-32.

[3]毛虎，楊建波，劉鵬.干涉儀測向技術現狀與發展研究 [J].電子信息對抗技術，2011，25（6）：1-6.

[4]劉劍.非圓信號波達方向估計算法研究[D].長沙：國 防科學技術大學，2007.

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[6]KendallWB.UnambiguousAccuracyofanInterferometer AngleMeasuringSystem[J].IEEETransactiononSpace ElectronicsandTelemetry，1965（2）：62-70.

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