[發(fā)明專利]一種基于螺旋分布的半球形陣列和差測(cè)角解耦合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910199805.6
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109901146B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱圣棋;周季峰;曾操;許京偉;劉婧;廖桂生;李軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/02
• 分類號(hào): G01S13/02;G01S13/00
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于螺旋分布的半球形陣列和差測(cè)角解耦合方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：按照螺旋分布的排列方式將N個(gè)陣元分布在一個(gè)半徑為R的半球面上；

步驟2：重新定義某方向到來(lái)的信號(hào)方位角和俯仰角θ，得到重新定義的慢速矢量r；

步驟3：假定目標(biāo)波束期望方向?yàn)樵诓襟E1和步驟2的基礎(chǔ)上，合成波束指向分別為和四個(gè)波束，分別記為P₁、P₂、P₃和P₄；其中，△θ和分別為方位向和俯仰向的角度偏差；

步驟4：計(jì)算和波束P_sum、俯仰向差波束P_ele、方位向差波束P_azi、俯仰向差和比r_ele和方位向差和比r_azi；

步驟5：設(shè)置方位向觀察窗和俯仰向觀察窗θ_win，分別取方位向觀察窗和俯仰向觀察窗θ_win內(nèi)的俯仰向差和比r_ele和方位向差和比r_azi，得到方位向和俯仰向的鑒角曲線，從而達(dá)到解耦合的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋分布的半球形陣列和差測(cè)角解耦合方法，其特征在于，步驟1中，所述按照螺旋分布的排列方式將N個(gè)陣元分布在一個(gè)半徑為R的半球面上，具體包含如下子步驟：

子步驟1a，N個(gè)陣元中，其中將第m個(gè)陣元在坐標(biāo)系中的位置記為點(diǎn)p_m，記q_m為點(diǎn)p_m在平面XOY的投影點(diǎn)，其中則根據(jù)螺旋分布的定義，得到：

其中，1≤m≤N；

其中，2≤m≤N-1，

子步驟1b，根據(jù)子步驟1a可得，第m個(gè)陣元在直角坐標(biāo)系中的XYZ坐標(biāo)為：

z_m＝Rsinθ_m

子步驟1c，根據(jù)子步驟1b得到的第m個(gè)陣元的陣元坐標(biāo)，由此將N個(gè)陣元按照螺旋分布在一個(gè)半徑為R的半球體上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋分布的半球形陣列和差測(cè)角解耦合方法，其特征在于，步驟2中，所述得到重新定義的慢速矢量r具體包含如下子步驟：

子步驟2a，假設(shè)一來(lái)波信號(hào)q為p點(diǎn)在平面XOZ的投影點(diǎn)，定義∠qOZ＝θ，

子步驟2b，根據(jù)慢速矢量的定義，得到慢速矢量為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋分布的半球形陣列和差測(cè)角解耦合方法，其特征在于，步驟3中，四個(gè)波束P₁、P₂、P₃和P₄的計(jì)算算法包含如下子步驟：

子步驟3a，根據(jù)半球形陣列波束形成的定義，得到指向的波束為：

其中，為目標(biāo)方位角的角度，θ₀為目標(biāo)俯仰角的角度，N為雷達(dá)陣列中陣元的總個(gè)數(shù)，H表示共軛轉(zhuǎn)置，表示漢德蒙德積，L_i為雷達(dá)陣列中第i個(gè)陣元的空間位置，且L_i＝[x_i y_iz_i]^T,1≤i≤N，r為慢速矢量，為第i個(gè)陣元的空間位置指向的加權(quán)值，且j為虛數(shù)因子，λ為來(lái)波信號(hào)波長(zhǎng)，為第i個(gè)陣元方向圖函數(shù)，且

子步驟3b，根據(jù)子步驟3a，得到指向方向的波束P₁為：

子步驟3c，根據(jù)子步驟3a，得到指向方向的波束P₂為：

子步驟3d，根據(jù)子步驟3a，得到指向方向的波束P₃為：

子步驟3e，根據(jù)子步驟3a，得到指向方向的波束P₄為：