[發明專利]球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法

有效

• 申請號: 202110183867.5
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112965041B
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 杜丹;王文政;扈景召;陳煜航;官勁
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/72
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

1.一種球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法，其特征在于：在球面相控陣天線坐標系下采用極坐標方式，把陣列劃分為若干個子陣，將量化值相同的陣元劃分為一個子陣，其中，球面陣天線差陣列劃分按方位及俯仰方向劃分，陣面方位差陣列劃分按照與Z軸切面劃分，陣面俯仰差陣列劃分按照與方位差陣列正交方式劃分，并按照順時針或逆時鐘方向取極性，用方位角與俯仰角及目標距離表示空間目標的位置信息，以z軸為中心旋轉坐標系，將方位角ψ旋轉至零度，再以y軸為中心旋轉俯仰角φ至x軸指向目標，使x軸指向目標；基于球面相控陣天線差陣列劃分算法，在旋轉后的新坐標系下，計算原坐標系下目標指向坐標系的旋轉矢量矩陣A1，得到球面相控陣天線差陣列劃分最大俯仰角門限值，按照得到的俯仰角門限，差陣列的劃分在目標超過一定仰角時，劃分差陣列的俯仰角，在門限角度上保持差陣列化的俯仰角最大；根據天線口徑，按照給出的目標跟蹤過頂特性分析及仿真，得到天線跟蹤過頂的不丟失目標的最大俯仰角門限，利用球面陣天線跟蹤過頂目標時差陣列旋轉特性，建立等效天線旋轉模型，在子陣級上進行數字波束控制和子陣內移相，采用差陣列劃分高仰角最大保持方法，以多饋源賦形實現對敏感地區的波束覆蓋，完成球面相控陣天線的波控角跟蹤環路在目標過頂點的跟蹤。

2.如權利要求1所述的球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法，其特征在于：在旋轉后的新坐標系下應用旋轉矩陣算法，計算指向坐標和原坐標系下目標指向坐標，求出旋轉角度和旋轉軸，然后用羅德里格旋轉公式即可求出對應的旋轉矩陣，得到坐標系旋轉矢量矩陣A1：

其中：

F₁₁＝cosθE?cosθA；F₁₂＝cosθE?sinθA；F₁₃＝sinθE；

F₂₁＝-sinθA；F₂₂＝cosθA；F₂₃＝0；

F₃₁＝-sinθE?cosθA；F₃₂＝-sinθE?sinθA；F₃₃＝cosθE；

其中，F11～F33表示旋轉矢量矩陣A1的元素，θE是在原坐標系下目標的俯仰角，θA是在原坐標系下目標的方位角。

3.如權利要求1所述的球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法，其特征在于：根據原坐標系下目標坐標(x₁，y₁，z₁)計算坐標系變換中目標指向坐標

其中：x₁為原坐標系下目標的歸一化x軸坐標值，y₁為原坐標系下目標的歸一化y軸坐標值，z₁為原坐標系下目標的歸一化z軸坐標值，θE為在原坐標系下目標的俯仰角，θA為在原坐標系下目標的方位角。

4.如權利要求3所述的球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法，其特征在于：根據目標運動軌跡在球面陣上的投影得到(x₂，y₂，z₂)＝(x₁，y₁，z₁)A1′

其中，x₂為球面相控陣天線新坐標系下目標的x軸坐標值，y₂為新坐標系下目標的y軸坐標值，z₂為新坐標系下目標的z軸坐標值，φ_目標為球面相控陣天線坐標系旋轉后在新坐標系下目標的俯仰角，為坐標系旋轉后在新坐標系下目標的方位角。