[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

本發明公開了一種基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法。針對有源相控陣雷達陣元的安裝位置，計算了陣列不同區域安裝位置精度影響，劃分子陣并確定各子陣的采樣數量，根據雷達整體陣列的裝配結構劃分一級子陣并選取關鍵特征子陣；根據各關鍵特征子陣的幅值等高線包圍盒確定二級子陣；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數量，獲取組成一級子陣樣本，建立各一級子陣的模型，進而估計整體陣列的離散精度并以此處理獲得雷達電性能。在相同的采樣數量下，本發明方法的增益計算精度比普通采樣方法提高了1％，并且近區副瓣形狀更準確。

技術領域

本發明涉及了一種有源相控陣雷達的陣元參數測量方法，尤其是涉及一種基于電性能幅值加權的有源相控陣雷達陣元安裝位置的測量方法。

背景技術

有源相控陣雷達陣列陣元的安裝位置精度是影響雷達電性能的關鍵因素之一，陣元的位置及指向偏差會嚴重降低雷達的增益、指向性等電性能指標，并抬高雷達的副瓣電平。

目前國內外學者針對陣元安裝位置精度采樣問題開展了一系列研究，例如楊寧芳于2006年在《電子機械工程》(22(5):42-45)上發表的論文“平行板波導微帶陣列天線單元裝配及總裝技術”將天線陣面按工作姿態放置在安裝平臺上并在天線陣面上分布測量點，用雙電子經緯儀逐點檢測后獲取陣面平面度誤差；梅啟元于2014年在《電子機械工程》(30(6):36-39)上發表的論文“一種大型相控陣雷達陣面的安裝調整方法”將大型陣面分解成若干個具有相同功能、相同結構形式的模塊然后采用光學儀器對體積小、重量輕的模塊進行測量，指導陣面的安裝調整；Tore Lindgren于2012年在《International Journal ofAntennas and Propagation》(2012:1-8)上發表的論文“A Measurement System for thePosition and Phase Errors of the Elements in an Antenna Array Subject toMutual Coupling”提出了一種通過四個探針測量雷達遠場方向圖以及散射矩陣，進而估計陣列單元安裝位置偏差與相位偏差的方法；這些方法的缺點一方面是工作量巨大，對設備的要求較高，另一方面，沒有考慮陣面不同區域的安裝位置偏差對雷達電性能的影響并不相同，只是對所有陣元進行均勻采樣。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于電性能幅值加權的陣元安裝位置的測量方法。本發明以電性能仿真計算為目標，對電性能敏感區域進行密集采樣，對電性能不敏感區域則進行稀疏采樣，在減輕陣元的采樣工作量的同時，準確估計全體陣元的安裝位置精度，得到精確的電性能結果和安裝位置精度結果。

本發明所采用的技術方案是：

(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，電參數是指子陣的陣元的幅值和相位，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