[發(fā)明專利]一種獲取天線不同姿態(tài)下天線方向圖的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410121352.2
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103902821B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 種稚萌;張傳林;樓大年
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;H01Q21/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

1.一種獲取天線不同姿態(tài)下天線方向圖的方法，其特征在于步驟如下：

1）建立坐標(biāo)系，定義天線姿態(tài)：

11）建立全局坐標(biāo)系：以正東方向?yàn)閤軸，垂直大地方向?yàn)閦軸的笛卡爾坐標(biāo)系為全局坐標(biāo)系，用(x,y,z)表示；

12）定義來波方向在全局坐標(biāo)系(x,y,z)中，來波方向在xy平面的投影與x軸正方向的夾角為水平角φ，來波方向與xy平面的夾角為俯仰角θ，來波方向在全局坐標(biāo)系中的表示為(φ,θ)；

13）建立天線原始坐標(biāo)系：測量得到原始天線極化方向圖，該原始天線極化方向圖包括原始水平極化方向圖F_H(φ′,θ′)和原始垂直極化方向圖F_V(φ′,θ′)；定義天線原始坐標(biāo)系為(x’,y’,z’)；定義來波方向在天線原始坐標(biāo)系中的水平角和俯仰角分別為φ′和θ′；定義來波方向在天線原始坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為(φ′,θ′)；

14）定義天線原始姿態(tài)：當(dāng)天線原始坐標(biāo)系(x’,y’,z’)與全局坐標(biāo)系(x,y,z)重合時(shí)，定義此時(shí)的天線處于天線的原始姿態(tài)；

15）定義天線的特定姿態(tài)：除天線原始姿態(tài)以外的姿態(tài)均稱為天線的特定姿態(tài)；

16）定義來波方向在全局坐標(biāo)系下的垂直極化方向和水平極化方向分別為其中，垂直極化方向在z軸和來波方向確定的平面上；水平極化方向垂直于來波方向且垂直于垂直極化方向

17）定義來波方向在原始坐標(biāo)系下的垂直極化方向和水平極化方向分別為其中，垂直極化方向在z’軸和來波方向確定的平面上，且垂直于來波方向垂直于來波方向且垂直于垂直極化方向；當(dāng)天線在特定姿態(tài)時(shí)，天線原始坐標(biāo)系和全局坐標(biāo)系不再重合，因此之間存在夾角，之間也存在夾角，定義的夾角以及之間的夾角均為ψ；

2）根據(jù)來波方向在天線原始坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(φ′,θ′)，在原始天線極化方向圖中查找得到來波方向的水平極化方向上的分量F_H(φ′,θ′)和垂直極化方向上的分量值F_V(φ′,θ′)；

3）定義當(dāng)天線任意姿態(tài)下，天線原始坐標(biāo)系的X’軸與全局坐標(biāo)系的X軸的夾角為γ，天線原始坐標(biāo)系的Z’軸與全局坐標(biāo)系的Z軸的夾角為β；當(dāng)天線姿態(tài)發(fā)生變化時(shí)，天線原始坐標(biāo)系繞Z軸自旋，定義自旋后的天線原始坐標(biāo)系(x,y,z)變?yōu)?X_n,Y_n,Z_n)，天線原始坐標(biāo)系繞Z軸自旋至坐標(biāo)軸X_n與x夾角為γ，坐標(biāo)軸Y_n與y的夾角也為γ時(shí)，天線再沿Y_n軸下傾β角，此時(shí)

ψ=sign(π2-|Φ|)*|ψ|;---(1)]]>

其中，

|Φ|=arccos(<(B_x,B_y,B_z),(A'_x,A'_y,A'_z)>)；??（2）

Bx=-sin(φ-γ)By=cos(φ-γ)Bz=0;Ax′=cosθn′cosφn′Ay′=cosθn′sinφn′Az′=-sinθn′;---(3)]]>

θ'_n=arccos(sinθcos(φ-γ)sinβ+cosθcosβ)；??（4）

φ_n′=arg(sinθ·cos(φ-γ)·cosβ-cosθ·sinβ+j·sinθ·sin(φ-γ))；??（5）

4）根據(jù)步驟3）得到的ψ，利用下式即可得到天線姿態(tài)改變后的水平極化方向圖F_V和垂直極化方向圖F_H；

FV(φ,θ)=FV(φn′,θn′)cosψ-FH(φn′,θn′)sinψFH(φ,θ)=FV(φn′,θn′)sinψ+FH(φn′,θn′)cosψ;---(6)]]>

其中F_V(φ_n',θ_n')和F_H(φ_n',θ_n')分別是天線原始垂直極化方向圖和水平極化方向圖在(φ_n',θ_n')方向上的數(shù)值。