[發(fā)明專利]一種基于虛擬陣元的波束掃描方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010707543.2
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111710993A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 黃平平;劉斌;衛(wèi)曉楠;徐偉;譚維賢;高志奇;乞耀龍;張振華
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業(yè)大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/20;H01Q3/34
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權代理有限公司 11225
• 代理人: 喻嶸

本申請公開了一種基于虛擬陣元的波束掃描方法及裝置。所述方法包括：根據(jù)預設的目標期望方向確定虛擬陣元的位置以及選取與所述目標期望方向對應的有效陣元；計算所述有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差；根據(jù)所述有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差對所述有效陣元的相位補償進行配置；對所述配置的有效陣元對應的掃描區(qū)域進行波束掃描。采用本申請所提供的方案，克服了弧形陣列天線波束掃描過程中存在的波束躍度較大的問題，減少了有效陣元波束掃描的波束躍度，降低波束指向躍度間隔，增強了目標期望方向上的主波束強度。

技術領域

本申請涉及天線掃描領域，特別涉及一種基于虛擬陣元的波束掃描方法及裝置。

背景技術

新時期隨著信息技術、電子科技的迅速發(fā)展，新器件、新工藝的出現(xiàn)，弧形陣列天線在雷達、電子系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等方面的應用越來越受歡迎。弧形陣列天線能夠實現(xiàn)陣列向360°全方位寬域觀測成像，對弧形陣列天線進行方位向波束掃描方法的研究，具有重要的意義。

然而，在弧形陣列天線通過電子饋電開關控制有效陣元的選通與切換實現(xiàn)的大范圍波束粗掃描中，存在波束躍度較大的情況，因此，如何實現(xiàn)對陣列波束最大值指向的改變，進而克服波束越度太大而導致目標期望方向上的主波束強度不夠的情況，是一亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

本申請實施例的目的在于提供一種基于虛擬陣元的波束掃描方法及裝置。

為了解決上述技術問題，本申請的實施例采用了如下技術方案：一種基于虛擬陣元的波束掃描方法，包括：

根據(jù)預設的目標期望方向確定虛擬陣元的位置以及選取與所述目標期望方向對應的有效陣元；

計算所述有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差；

根據(jù)所述有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差對所述有效陣元的相位補償進行配置；

對所述配置的有效陣元對應的掃描區(qū)域進行波束掃描。

本申請的有益效果在于：可以基于目標期望方向設置對應的虛擬陣元，進而可以計算有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差；以實現(xiàn)對弧形陣列天線有效陣元的相位補償，進而能夠解決陣列波束掃描時存在的波束躍度較大的問題，降低波束指向躍度間隔，實現(xiàn)了弧形陣列天線波束在方位向上的全方位波束精細化掃描，增強了目標期望方向上的主波束強度。

在一個實施例中，所述目標期望方向為有效陣元開啟狀態(tài)下所形成的陣列主波束的期望方向，所述選取與所述目標期望方向對應的有效陣元，包括：

確定各個陣元的最大輻射角；

基于所述各個陣元的最大輻射角度選取能夠對陣列主波束產(chǎn)生貢獻的陣元為有效陣元。

在一個實施例中，計算所述有效陣元與所述虛擬陣元之間的空間相位差，包括：

計算所述弧形陣列天線半徑；

基于所述弧形陣列天線半徑計算虛擬陣元與各個有效陣元之間的空間行程差；

基于虛擬陣元與各個有效陣元之間的空間行程差計算所述虛擬陣元與各個有效陣元之間的空間相位差。

在一個實施例中，所述計算所述弧形陣列天線半徑，包括：

基于如下公式計算所述弧形陣列天線半徑：

其中，M為陣元總數(shù)，d_c為弧形陣列天線上陣元之間的圓弧間距，Φ為弧形陣列天線的孔徑角。

在一個實施例中，所述基于所述弧形陣列天線半徑計算虛擬陣元與各個有效陣元之間的空間行程差，包括：

將計算得到的所述弧形陣列天線半徑代入如下公式計算所述虛擬陣元與各個有效陣元的空間行程差：