[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

本發明公開的一種球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分方法，簡單可靠、耗費硬件資源小。本發明通過下述技術方案予以實現：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，按照順時針或逆時鐘方向取極性，以z軸為中心將方位方位角旋轉至零度，再以y軸為中心旋轉俯仰角至x軸指向目標，使x軸指向目標；基于差陣列劃分算法，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，得到球面陣差陣列劃分最大俯仰角門限值，保持差陣列化的俯仰角最大；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，以多饋源賦形實現對敏感地區的波束覆蓋，完成天線波控角跟蹤環路在目標過頂點的跟蹤。

本發明涉及一種應用于航天測控領域的球面相控陣天線波控自跟蹤的差陣列劃分設計方法。

背景技術

隨著海洋/氣象衛星、通信/導航衛星等衛星以及其它低軌飛行器的數量在快速增長地面測控系統在同一時刻對多個空間目標同時進行測控及協同管理任務增大，測控系統多目標運行管理、多目標同時測控支持能力負載加重，這些是傳統測控難以解決的問題。陣列信號處理是近幾十年發展起來的一種信號處理技術，與傳統的單個定向傳感器相比，陣列信號處理具有靈活的波束控制、高的信號增益、強的抗干擾能力和高的空間分辨能力等優點。在衛星通信中，用賦形天線在空域進行波束合成來抑制強干擾是保障衛星正常通信的一項必不可少的關鍵技術。其中一個重要的解決方法是在盡可能短的時間里估計出多個干擾方向，然后陷零在高信噪比(SNR)，足夠大的快拍數以及非相干信源的條件下，可以很好的解決這個問題。然而，當這些條件不滿足時，這些方法的性能急劇下降。最大似然(ML)方法理論上可以解決上面遇到的問題，但是需要進行多變量非線性最大值的全局搜索，如果用窮舉法，尤其當是多維而且多峰搜索時，其運算量將難以接受。這個問題是ML方法進行干擾方向估計的瓶頸問題。目前已經提出了許多最大化似然函數的方法包括交替投影、期望最大化、牛頓迭代算法等等。然而這些方法的收斂速度依賴于初始值的選取。大多數全局收斂迭代算法在初始值靠近全局最優點的區域內，有非常快的收斂性能。然而，如果初始值選取不當，收斂速度下降并且很容易落入局部極值點，從而導致收斂精度的下降。大型相控陣有大孔徑的優勢，但同時也增加多接收機系統復雜度。在這種情況下，為了減少工程上接收機的數目，對相控陣進行子陣劃分便顯得尤為重要。