基于精确相差测向的机载多普勒频移计算

首先描述了利用一维双基阵所导出的精确测向式，然后基于多普勒频移方程，通过简单的角度置换即获

在无源定位与跟踪系统中，获取接收信号的多普勒频移及变化率信息对运动目标的状态估计和定位具有非常重要的意义[1]-[4]。

现有的无源定位技术， 由于不能探测得到目标的中心频点， 所以多普勒频移是无法直接测得的。基于多普勒测量方式的无源定位技术，一般只能通过采用多普勒频差测量技术而予以实现，这是因为多普勒频差能够通过对辐射频率差的测量而间接获得[5] [6]。

事实上，通过简单的角度置换，我们即能获得在频移与相差之间的对应关系[7]，且基于这种关系， 多普勒频移就能通过简单的相差测量而被确定。但已有的基于相差的频移检测方法是建立在近似相差测向式的基础之上的[8] [9]，本文进一步探讨分析了基于精确相差测向的多普勒频移计算方法。

2. 相差测向 2.1. 单基线近似测向式 如图1 所示， 设多通道相位干涉仪使用一个等效的单基线阵列对目标进行无源探测， 为解相位模糊， 其中等效的单基线阵列实际上是由多基线子阵组成的。如对应于每个径向距离ir ，鉴相单元所测得的相移是iφ ，则有基于相移测量的距离公式： ()1,22πiiirniφλ =+= (1) 式中：λ 为波长；in 为波长整周数。

根据相移-距离关系(1)， 在单基线两阵元径向距离间的程差可以由相差测量所确定，且即能得到在形式上与时差定位方程完全相类似的相差定位方程： 122πrrrnφλ∆∆=−=∆+ (2) 式中：12nnn∆=−是程差所包含的波长整周数；12φφφ∆=−为两阵元之间的相位差。

如假设来自同一辐射源的入射到两天线的信号近似为平面波， 则由相位差-距离差的关系式(2)， 按三角正弦定理即可近似得到现有的相位干涉测向公式： sin2πrnddλφθ∆∆==∆+ (3) 即有： 2π2πsindnϕφθλ=∆+ ∆= (4) 式中：θ 为信号的到达角；d 为阵元间的距离。