一种适用于阵元失效条件下的相位干涉仪测向方法

1.一种适用于阵元失效条件下的相位干涉仪测向方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)构建相位干涉仪测向系统：构建包括天线阵和信号处理机的相位干涉仪测向系统，所述天线阵采用由正交的第一一维线阵天线I和第二一维线阵天线II组成的L型结构，所述第一一维线阵天线I包括非均匀排布的N个天线阵元(t 1 ,t 2 ,...,t n ,...,t N )，所述第二一维线阵天线II包括非均匀排布的N个天线阵元(t 1 ,t 2 ′,...,t n ′,...,t N ′)，N≥4，第一天线阵元t 1 位于L型结构两个臂的交汇位置，为I和II共用，2N-1个天线阵元分别通过接收通道与信号处理机连接；t 1 与t 2 之间的基线长度d 12 以及t 1 与t 2 ′之间的基线长度d 12 ′、t 2 与t 3 之间的基线长度d 23 以及t 2 ′与t 3 ′之间的基线长度d 23 ′、t 3 与t 4 之间的基线长度d 34 以及t 3 ′与t 4 ′之间的基线长度d 34 ′满足d 12 ＝d 34 ，d 12 ′＝d 34 ′，且d 23 -d 12 ≤λ/2，d 23 ′-d 12 ′≤λ/2，当N＞4时，t 4 以及t 4 ′以后的各天线阵元之间的基线长度满足d n,1 ＝kd n-1,1 ，d n,1 ′＝kd n-1,1 ′，其中t n 表示I中的第n个天线阵元，t n ′表示II中的第n个天线阵元，λ表示入射信号的波长，k为正整数；(2)每个天线阵元接收入射信号并传输：天线阵中的每个天线阵元通过接收通道将接收的入射信号传输至信号处理机，得到第一一维线阵天线I对应的入射信号集合V＝(v 1 ,v 2 ,…,v n ,…,v N )和第二一维线阵天线II对应的入射信号集合V′＝(v 1 ,v 2 ′,…,v n ′,…,v N ′)，其中：其中，d n,1 和d n,1 ′表示t n 和t n ′与t 1 的基线长度，A n 和A n ′分别表示t n 和t n ′接收的射频信号，θ和β分别表示入射信号的方位角和俯仰角，F(θ,β)表示天线阵元的方向图函数，e为自然常数，j为虚数符号；(3)信号处理机判断是否存在失效天线阵元：信号处理机判断入射信号集合V＝(v 1 ,v 2 ,…,v n ,…,v N )是否存在一个天线阵元的信号量v a ＝0，a∈(1,2,...,N)，同时判断入射信号集合V′＝(v 1 ,v 2 ′,…,v n ′,…,v N ′)是否存在一个天线阵元的信号量v a ′＝0，a∈(1,2,...,N)，若是，则存在失效天线阵元，并执行步骤(4)，否则，则不存在失效天线阵元，并执行步骤(5)；(4)信号处理机获取基线相位差和虚拟基线相位差：信号处理机获取I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )和虚拟基线相位差φ 0 以及II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)和虚拟基线相位差φ 0 ′，并执行步骤(6)，具体步骤为：(4a)信号处理机获取I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )和虚拟基线相位差φ 0 ：当n＝1时，v a ＝v 1 ，信号处理机对V的第二天线阵元t 2 与其余天线阵元(t 3 ,t 4 ,...,t n ,...t N )中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M条基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )，同时对第三天线阵元t 3 与第四天线阵元t 4 之间的基线相位差φ 34 进行测量，并利用t 2 和t 3 构成的基线与t 3 和t 4 构成的基线构造长度为d 0 ＝d 12 -d 34 虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ＝φ 1 -φ 34 ，其中，φ m 表示第二天线阵元t 2 与第m+2天线阵元之间的基线相位差，M＝N-2；当n＝2时，v a ＝v 2 ，信号处理机对V的第一天线阵元t 1 与其余天线阵元(t 3 ,t 4 ,...,t n ,...t N )中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M条基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )，同时对第三天线阵元t 3 与第四天线阵元t 4 之间的基线相位差φ 34 进行测量，并利用t 1 和t 3 构成的基线与t 3 和t 4 构成的基线构造长度为d 0 ＝d 13 -2d 34 的虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ＝φ 1 -2φ 34 ，其中，d 13 表示第一天线阵元t 1 与第三天线阵元t 3 之间的距离，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第m+2天线阵元之间的基线相位差；当n＝3时，v a ＝v 3 ，信号处理机对V的第一天线阵元t 1 与其余天线阵元(t 2 ,t 4 ,t 5 ,...,t n ,...t N )中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M条基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )，同时对第二天线阵元t 2 与第四天线阵元t 4 之间的基线相位差φ 24 进行测量，并利用t 1 和t 2 构成的基线与t 2 和t 4 构成的基线构造长度为d 0 ＝d 24 -2d 12 虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ＝φ 24 -2φ 1 ，其中，d 24 表示第二天线阵元t 2 与第四天线阵元t 4 之间的距离，当m＝1时，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第二天线阵元t 2 之间的基线相位差，当m＞1时，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第m+2天线阵元之间的基线相位差；当n＞3时，v a ＝v n ，信号处理机对V的第一天线阵元t 1 与其余天线阵元(t 2 ,t 3 ,...,t n-1 ,t n+1 ,...,t N )中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M条基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )，同时对第二天线阵元t 2 与第三天线阵元t 3 之间的基线相位差φ 23 进行测量，并利用t 1 和t 2 构成的基线与t 2 和t 3 构成的基线构造长度为d 0 ＝d 23 -d 12 虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ＝φ 23 -φ 1 ，其中，当m＜n时，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第m+1天线阵元之间的基线相位差，当m≥n时，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第m+2天线阵元之间的基线相位差；(4b)信号处理机获取II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)和虚拟基线相位差φ 0 ′：信号处理机按照步骤(4a)的方法获取II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)和虚拟基线相位差φ 0 ′；(5)信号处理机获取基线相位差和虚拟基线相位差：信号处理机获取I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )和虚拟基线相位差φ 0 以及II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)和虚拟基线相位差φ 0 ′，并执行步骤(6)，具体步骤为：(5a)信号处理机获取I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )和虚拟基线相位差φ 0 ：信号处理机对V的第一天线阵元t 1 与其余天线阵元(t 2 ,t 3 ,...,t n ,...t N )中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M条基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )，同时对第二天线阵元t 2 与第三天线阵元t 3 之间的基线相位差φ 23 进行测量，并利用t 1 和t 2 构成的基线与t 2 和t 3 构成的基线构造长度为d 0 ＝d 23 -d 12 虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ＝φ 23 -φ 1 ，其中，φ m 表示第一天线阵元t 1 与第m+1天线阵元之间的基线相位差，M＝N-1；(5b)信号处理机获取II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)和虚拟基线相位差φ 0 ′：信号处理机对V′的第一天线阵元t 1 与其余天线阵元(t 2 ′,t 3 ′,...,t n ′,...,t N ′)中的每一个之间的基线相位差进行测量，得到M′条基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)，同时对第二天线阵元t 2 ′与第三天线阵元t 3 ′之间的基线相位差φ 23 ′进行测量，并利用t 1 ′和t 2 ′构成的基线与t 2 ′和t 3 ′构成的基线构造长度为d 0 ′＝d 23 ′-d 12 ′虚拟基线，再计算虚拟基线的相位差φ 0 ′＝φ 23 ′-φ 1 ′，其中，φ m ′表示第一天线阵元t 1 与第m+1天线阵元之间的基线相位差，M′＝N-1；(6)信号处理机对I和II的基线相位差分别进行解相位模糊：信号处理机通过虚拟基线无模糊相位差φ 0 对I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )逐级进行解相位模糊，得到I的基线的无模糊相位差 同时通过虚拟基线无模糊相位差φ 0 ′对II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)逐级进行解相位模糊，得到II的基线的无模糊相位差 其中 为φ m 对应的无模糊相位差， 为φ m ′对应的无模糊相位差；(7)信号处理机获取相位干涉仪的测向结果：信号处理机利用 和 分别对方位角θ和俯仰角β进行最小二乘估计，得到入射信号的方位角θ和俯仰角β：其中S＝min(M,M′)，min表示取最小值函数，d m 表示 对应的基线长度，d m ′表示φ m ′对应的基线长度。 2.根据权利要求1所述的一种适用于阵元失效条件下的相位干涉仪测向方法，其特征在于，步骤(6)中所述的信号处理机通过虚拟基线无模糊相位差φ 0 对I的基线相位差(φ 1 ,φ 2 ,...,φ m ,...,φ M )逐级进行解相位模糊，以及通过虚拟基线无模糊相位差φ 0 ′对II的基线相位差(φ 1 ′,φ 2 ′,...,φ m ′,...,φ M ′)逐级进行解相位模糊，公式为：其中int表示取整函数。