[發明專利]一種獲取天線不同姿態下天線方向圖的方法

有效

• 申請號: 201410121352.2
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103902821B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 種稚萌;張傳林;樓大年
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 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下天線方向圖的方法，其特征在于步驟如下：

1）建立坐標系，定義天線姿態：

11）建立全局坐標系：以正東方向為x軸，垂直大地方向為z軸的笛卡爾坐標系為全局坐標系，用(x,y,z)表示；

12）定義來波方向在全局坐標系(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系中的表示為(φ,θ)；

13）建立天線原始坐標系：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′)；定義天線原始坐標系為(x’,y’,z’)；定義來波方向在天線原始坐標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系下的坐標為(φ′,θ′)；

14）定義天線原始姿態：當天線原始坐標系(x’,y’,z’)與全局坐標系(x,y,z)重合時，定義此時的天線處于天線的原始姿態；

15）定義天線的特定姿態：除天線原始姿態以外的姿態均稱為天線的特定姿態；

16）定義來波方向在全局坐標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；當天線在特定姿態時，天線原始坐標系和全局坐標系不再重合，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）根據來波方向在天線原始坐標系中的坐標(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）定義當天線任意姿態下，天線原始坐標系的X’軸與全局坐標系的X軸的夾角為γ，天線原始坐標系的Z’軸與全局坐標系的Z軸的夾角為β；當天線姿態發生變化時，天線原始坐標系繞Z軸自旋，定義自旋后的天線原始坐標系(x,y,z)變為(X_n,Y_n,Z_n)，天線原始坐標系繞Z軸自旋至坐標軸X_n與x夾角為γ，坐標軸Y_n與y的夾角也為γ時，天線再沿Y_n軸下傾β角，此時

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）根據步驟3）得到的ψ，利用下式即可得到天線姿態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')方向上的數值。