一种基于单频连续波信号的无源雷达测向方法
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收稿日期：2015-10-28
基金项目：国家自然科学基金资助项目(61401526)；河南省自然科学基金研究项目(B20142659)；河南省教育厅科学技术研究
重点项目(14B510033)
作者简介：刘玉春(1979-)，男，讲师，博士，主要从事雷达成像技术研究．
第 30 卷 第 1 期
2016 年 2 月
空 军 预 警 学 院 学 报
Journal of Air Force Early Warning Academy
Vol.30 No.1
Feb. 2016
DOI: 10.3969/j.issn.2095-5839.2016.01.001
一种基于单频连续波信号的无源雷达测向方法
刘玉春， 程 琳， 陈 曦， 豆桂平
（周口师范学院，河南 周口 466001）
摘 要：针对主动雷达测向方法存在的弊端，提出一种基于单频连续波外辐射源信号的被动雷达测向方法．
首先给出了一种被动雷达测向系统，然后提出了相应的时域测向算法并得到了其角度分辨率、峰值旁瓣比，最后
进行了仿真．仿真结果表明，所得的角度分辨率和峰值旁瓣比是正确的；本文方法能够准确地对随机出现的目标
进行测向，验证了所提算法的有效性．
关键词：无源雷达测向；被动雷达；角度分辨率
中图分类号：TN95 文献标识码：A 文章编号：2095-5839(2016)01-0001-04
目 标 方 向 测 定在战场侦查领域具有 重 要 意
义 ． 常 规 的 测 向 方 法 包 括 实 孔 径 雷 达 测 向 和 阵
列雷达测 向 2 种． 其 中，实孔径 测 向的角度 分 辨
率 为
0.89λ/D rad
[1]
(λ 为 信 号 波 长 ，D 为 实 天 线 孔
径) ，阵 列 天 线 测 向 的 角 度 分 辨 率 为
0.88λ/(N
d
´
cos θ) rad
[2]
(N
d
为 阵 列 天 线 孔 径 ，而 θ 是 波 束 方 向
与阵 列 天 线 法线 方 向 之 间的 夹 角) ． 这 2 种方 式
通过减小 信 号 波长( 增 大 频率)和增大 天 线 孔径，
均可获得较好 的角度分辨率．但在一般情况下，
雷达所选用的 波段固定，所以若要获得更 好角度
分 辨 率 以 提 高 测 向 性 能 ，需要 增 大 天 线 孔 径 ，这
就 使 得 雷 达 系 统 的 成 本 大 大 增 加 ． 此 外 在 现 代
战争中，这 种庞大而 主动照射的雷达系统非常容
易遭到敌方反 辐射导弹的攻击，生存能力不强．
无 源 雷 达 是 指 雷 达 系 统 不 对 外 辐 射 电 磁 信
号，通过被 动接收和处理目标对其他辐射 源的回
波信号实现对 目标的探测、跟踪等目的． 由于其
具 有 系 统 配 置 灵 活 、生 存 能 力 高 等 优 势 ，军 事 应
用潜力大，近年来作 为一种新体制雷达受到研究
人 员 的 广 泛 重 视
[3]
，较 为 典 型 的 有 美 国 洛 克 希
德 - 马 丁 公 司 研 制 的“ 沉 默 哨 兵 (Silent Sentry)”无
源探测跟踪系 统．随着移动通信技术、卫星通信
技术和网络技 术的快速发展，无源雷达的外辐射
源种 类 在迅 速 增加
[4]
，为无 源 雷达 应 用创 造 了良
好 条 件 ，文 献 [5-7] 分 别 研 究 了 基 于 WiFi 信 号 、
GNSS 信号和 窄带连续波 信号的无源 雷达系统．
另外，研究 人员也对多站
[8]
、组网
[9]
等各种构型的
无源雷达系统 进行了研究．
针 对 上 述 问 题 ，为 了 降 低 目 标 测 向 雷 达 系
统的成本并提 升其生存能力，本文提出一种基于
窄 带 外 辐 射 源 信 号 的 无 源 雷 达 测 向 方 法 ． 在 本
文研究中，外辐射源 信号带宽对测向性能并没有
影响，所以 用单频连续波信号代替窄带外 辐射源
信号开展研究 ．
1 无源雷达目标测向系统
本 文 提 出 的 被 动 雷 达 固 定 目 标 测 向 系 统 示
意图如图 1 所示． 该 系 统采用 无 源 雷达模 式 ，其
照射源为调频 广播之类的民用窄带信号源，发射
机固定．另外 ，系统对固定目标进行测向 ．接收
机绕着其旋转 中心在由发射机、固定目标和接收
机所 在 的 二 维 平 面内 做半 径 为 r、角 速 度 为
ω 的
匀速圆周运动 ．以接收机的旋转中心为原点、零
时刻 旋转中心到接 收机的方向为
x 轴正方向 ，建
立笛卡尔坐标 系．
ｘ
ｙ
Ｏ
发射机
目标
接收机
Ｒ
ｒ
Ｒ
ｔ
ｔ
图 1 被动雷 达固定 目标测 向系统 示意图
假 设 发 射 机 坐 标 为
(x
t
y
t
)
，任 一 固 定 目 标
( 在 此 视 为点 目 标) 坐标 为
(x
0
y
0
)
，发射 机 到目标
的距离为
R
t
，
目标到接收机转动中心的距离为
R
r
，
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