[發明專利]一種基于正弦空間的雷達區域搜索波束排布方法

在審

• 申請號: 202011576844.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN114690165A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 唐鳴;馬理想
• 申請（專利權）人: 南京國睿防務系統有限公司
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G01S13/88
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高嬌陽

本發明公開了一種基于正弦空間的雷達區域搜索波束排布方法，確定雷達站坐標系要求的掃描的空域范圍，并通過坐標轉換化為陣面坐標系中的空域。在參數設置區設置不同雷達波束參數，如最大搜索區方位、仰角范圍，波束寬度，波束躍度，陣面傾角。將陣面球坐標中的空域轉換到陣面正弦坐標中，并在正弦坐標中完成波束編排。通過公式，計算出作戰空域所有波位的波束數目、波束中心指向、波束掃偏損失。在正弦坐標系中完成波束編排后，通過坐標轉換即可得到雷達站坐標系下的波束分布。計算公式按照技術方案中執行。

技術領域

本發明涉及雷達信息處理領域，具體涉及一種基于正弦空間的雷達區域搜索波束排布方法。

背景技術

隨著防空雷達性能要求不斷提高，雷達在搜索范圍內如何有效的提高搜索效率，及時準確的發現目標成為一個重要的指標要求。

雷達進行空域搜索，需要使用最少的波束對空域進行完全搜索覆蓋，考慮到波束的發散等因素，搜索波束位置的編排應該在正弦坐標系(UV空間)。所以正弦空間坐標系進行搜索區域波位排布是當前最常用排布方式。

正弦排布方式又有縱列編排、交疊波位編排和低損耗點波位編排等排布方式，在相同區域范圍內，縱列排布方式波位數目少，但其覆蓋率比較低。交疊波位編排覆蓋率較高，但有重復探測，有較大的能量浪費。低損耗點波位編排覆蓋率較全，但冗余探測較多。鑒于上述以上排布方式各有優缺點，提出采用可參數優化的交錯波位排布方式。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于正弦空間的區域排布技術，以解決當前雷達裝備中防空搜索區有效排布問題。考慮正弦空間的排布是當前主流的排布方式，我們采用基于正弦空間排布方式的優化改進方法。

本發明亟待解決的技術問題包括：

1.如何有效計算雷達搜索波位排布，提高搜索效率；

2.如何實現排布效果有效直觀的顯示與評估；

3.如何實現跨產品的復用，怎樣保證本發明具備良好的可擴展性。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于正弦空間的雷達區域搜索波束排布方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：確定雷達站坐標系要求的掃描的空域范圍，并通過坐標轉換化為陣面坐標系中的空域；在參數設置區設置不同雷達波束參數，如最大搜索區方位、仰角范圍，波束寬度，波束躍度，陣面傾角；

步驟2：將陣面球坐標中的空域轉換到陣面正弦坐標中，并在正弦坐標中完成波束編排；通過公式，計算出作戰空域所有波位的波束數目、波束中心指向、波束掃偏損失；

步驟3：在正弦坐標系中完成波束編排后，通過坐標轉換即可得到雷達站坐標系下的波束分布；計算公式按照技術方案中執行；

步驟4：搜索波束使用，在實際使用中，用戶通過顯控系統進行空間搜索區域設置。設全空域掃描范波束隊列為(A_i，E_I)，用戶自定義陣面掃描范圍為{(A_LEFT,E_TOP)，(A_RIGHT,E_BOTTOM)}則檢索兩區域交集坐為實際搜索波束；(A_i，E_I)隊列為固定值，在程序初始化時進行計算。根據檢索的陣面波位信息加上陣面法線方位值A₀，即可得到搜索波束在大地坐標系下實際位置。

步驟1具體包括以下內容：坐標系定義，以雷達陣面中心為原點(O_x)，定義單位向量在天線陣面Xz軸上的投影為α(U)，單位向量在天線陣面Yz軸投影為β(V)；

步驟2具體包括以下內容：具體波位編排與坐標轉換的步驟如下：