[發明專利]基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法

有效

• 申請號: 202010015525.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111123229B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（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相似性，選取電參數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，根據關鍵特征子陣中的陣元電參數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量相結合的加權方法確定各二級子陣的采樣權重系數，二級子陣A_ij的采樣權重系數為：

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；M_sub為所有二級子陣A_ij的陣元數量，M_ij表示單個二級子陣A_ij的陣元數量，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；

在根據預先設定的總采樣數量采用以下公式確定各二級子陣A_ij的采樣數量為：

Q_ij＝α_ijQ

其中，Q為根據實際需求預先設定的總采樣數量，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量；

(5)構建各一級子陣的陣元安裝位置精度統計模型：

根據步驟(4)設定的各個二級子陣的采樣數量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分布模型進行訓練；

(6)利用陣元安裝位置精度多元正態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，根據電性能結果獲得陣元安裝位置；

所述步驟(6)中，根據電性能結果獲得陣元安裝位置，具體為：

其中，F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的陣元構成一個二級子陣。