[發明專利]基于調幅調相輔助天線的雷達發射波束置零方法

有效

• 申請號: 201710352178.6
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107179528B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 周生華;劉美琪;劉宏偉;梁雪玲;王鵬輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

本發明提出了一種基于調幅調相輔助天線的雷達發射波束置零方法，用于解決現有基于幅相加權的發射波束置零方法存在的計算量大的技術問題，實現步驟為：給定一個雷達發射天線；在雷達發射天線旁邊添加一根調幅調相輔助天線；設定雷達發射天線波束置零的空間方向；計算雷達發射天線在其波束置零空間方向上的輸出信號幅度；計算調幅調相輔助天線發射信號的幅度和初始相位；判斷調幅調相輔助天線的發射信號幅度的取值；同時發射雷達發射天線信號和調幅調相輔助天線信號，得到雷達發射天線波束置零空間方向上的合成方向圖。本發明的計算量小，可用于雷達發射信號的反偵察、抗干擾和抗截獲等領域。

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，涉及一種發射波束置零方法，具體涉及一種通過添加具有調幅和調相功能的輔助天線，在干擾源所在的方位上形成零點的方法，可用于雷達發射信號的反偵察、抗干擾和抗截獲等領域。

背景技術

雷達發射波束是由雷達發射端天線發射的信號在空間中的能量分布。雷達在發射信號的過程中需要獲得干擾機或截獲接收機的位置，以降低功率的方式減少被干擾或截獲的概率，但實際工作中，雷達對干擾機或接收機的位置估計存在一定的誤差，因此需要在干擾機或接收機的位置區間內形成零陷，也就是發射波束的置零技術。目前常用的發射波束置零方法有幅相加權法和唯相位加權法。

唯相位加權綜合的發射波束置零方法相當于加上了附加的幅度恒定的約束，而附加上幅度恒定的約束后，該方法就變成一個求解非線性方程的問題。通常選用牛頓法進行求解，牛頓法求解過程是一個迭代過程，在置零方向比較密集時可以形成很寬的零陷，但是求解過程包含大量的迭代運算，而且性能跟迭代參數密切相關，因此這種方法不能普遍適用于發射波束場景中。

基于幅相加權的發射波束置零方法分為全陣元幅相加權和部分陣元幅相加權兩類。其中，全陣元幅相加權是最常見也是代價最高的一種方法，部分陣元幅相加權則會降低代價，減小計算量。幅相加權綜合的波束置零方法是一種同時對幅度和相位進行調制，得到最優權向量，然后與導向矢量加權，從而達到發射波束置零的目的。最常用的幅相加權方法采用線性約束最小方差法，但該方法包含矩陣求逆運算，運算量比較大。例如，郭志亮、陳輝和祝轉民2016年在《空間電子技術》期刊第13卷第3期中發表的文章“一種寬帶零陷展寬恒定束寬波束形成算法”中，公開了一種基于線性約束最小方差準則的寬帶零陷展寬恒定束寬波束形成算法，該算法是在期望方向上的陣列響應施加不等式約束，結合線性約束最小方差準則，利用拉格朗日乘子法對非線性約束方程進行求解，達到零陷展寬的目的。該方法雖然避免了矩陣求逆運算，在期望方向上形成了較寬的零陷，但需要迭代更新拉格朗日乘因子，因而計算量較大。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出了一種基于調幅調相輔助天線的雷達發射波束置零方法，用于解決現有基于幅相加權的發射波束置零方法存在的計算量大的技術問題。

本發明的技術思路是：在已知雷達發射天線整體在空間中形成的方向圖和天線相位中心時，在雷達發射天線附近添加一根具有調幅調相能力的輔助天線，通過該調幅調相輔助天線的幅度值和相位值直接對雷達發射天線在空間中形成的方向圖進行調制，從而達到發射波束置零的目的。

根據上述技術思路，實現本發明目的采取的技術方案包括如下步驟：

(1)給定一個相位中心已知的雷達發射天線，該發射天線的發射波束方向圖為p_o(f_a)，其中，f_a表示天線的方位角；

(2)在雷達發射天線旁邊添加一個發射波束方向圖為p_A(f_a)、最大發射信號幅度為α_max的調幅調相輔助天線，該調幅調相輔助天線的相位中心與雷達發射天線的相位中心之間的距離向量為