[發(fā)明專利]基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010015525.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111123229B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉振宇;撒國棟;裘辿;譚建榮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法，包括步驟：

(1)基于陣列裝配結構劃分一級子陣：

有源相控陣雷達的陣面由多個子陣拼接而成，子陣是由多個陣元陣列構成，各子陣的安裝位置及電參數(shù)各不相同，將各子陣作為一級子陣A_i，構成一級子陣集合：

其中，A是有源相控陣雷達的陣面，A_i是各一級子陣，m表示一級子陣；

(2)從全部一級子陣集合中選取關鍵特征子陣：

比較每兩個一級子陣的電參數(shù)相似性，選取電參數(shù)相似性高于預設閾值的子陣中的任一個作為關鍵特征子陣，對關鍵特征子陣進行采樣并后續(xù)處理，其余的一級子陣不進行采樣，選取關鍵特征子陣后的集合B記為：

B＝tA_i+...+lA_k

其中，A_i是第i個一級子陣被選取為關鍵特征子陣，t表示與第i個關鍵特征子陣A_i相似的一級子陣的數(shù)量，A_k是第k個一級子陣被選取為關鍵特征子陣，l表示與第k個關鍵特征子陣A_k相似的一級子陣的數(shù)量；

(3)基于陣元幅值將關鍵特征子陣劃分為二級子陣：

針對每一個關鍵特征子陣，根據(jù)關鍵特征子陣中的陣元電參數(shù)的幅值繪制幅值等高線圖，從幅值等高線圖的左上角位置的陣元開始向中心位置的陣元搜索，每隔N個陣元間隔的距離取一條幅值等高線，提取各條幅值等高線的矩形包圍盒，由矩形包圍盒確定二級子陣；并且，幅值等高線圖中最大矩形包圍盒以外的剩余部分均勻劃分為多塊，每塊也作為二級子陣；

從而將關鍵特征子陣劃分為多個二級子陣，表示為：

其中，A_ij表示第i個關鍵特征子陣的第j個二級子陣；

(4)確定各二級子陣的采樣數(shù)量：

計算各二級子陣中所有陣元的幅值均方值，采用幅值均方值與陣元數(shù)量相結合的加權方法確定各二級子陣的采樣權重系數(shù)，二級子陣A_ij的采樣權重系數(shù)為：

其中，α_ij表示第i個關鍵特征子陣的第j個二級子陣的采樣權重系數(shù)；M_sub為所有二級子陣A_ij的陣元數(shù)量，M_ij表示單個二級子陣A_ij的陣元數(shù)量，Amp²為所有二級子陣A_ij的幅值均方值，為單個二級子陣A_ij的幅值均方值，β為加權系數(shù)；

在根據(jù)預先設定的總采樣數(shù)量采用以下公式確定各二級子陣A_ij的采樣數(shù)量為：

Q_ij＝α_ijQ

其中，Q為根據(jù)實際需求預先設定的總采樣數(shù)量，Q_ij表示第i個關鍵特征子陣的第j個二級子陣的采樣數(shù)量；

(5)構建各一級子陣的陣元安裝位置精度統(tǒng)計模型：

根據(jù)步驟(4)設定的各個二級子陣的采樣數(shù)量Q_ij進行隨機采樣獲得每個二級子陣的采樣陣元，由所有二級子陣的采樣陣元的安裝位置合并構成一級子陣樣本；采用最大似然估計方法建立陣元安裝位置精度多元正態(tài)分布模型，利用一級子陣樣本對陣元安裝位置精度多元正態(tài)分布模型進行訓練；

(6)利用陣元安裝位置精度多元正態(tài)分布模型生成所有一級子陣的樣本，進而利用生成的所有一級子陣的樣本進行電性能仿真處理，分析獲得有源相控陣雷達的電性能結果，根據(jù)電性能結果獲得陣元安裝位置；

所述步驟(6)中，根據(jù)電性能結果獲得陣元安裝位置，具體為：

其中，F(xiàn)表示電性能遠場方向圖，a_l表示陣元的幅值相位，J表示虛數(shù)單位，λ表示波長，表示空間角度，(x_l,y_l,z_l)表示第l個陣元的實際位置坐標。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，由矩形包圍盒確定二級子陣，具體是：由每兩條內(nèi)外相鄰的幅值等高線對應矩形包圍盒之間的陣元構成一個二級子陣，且由最中間的幅值等高線對應矩形包圍盒內(nèi)的陣元構成一個二級子陣。