[發(fā)明專利]一種雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110469121.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN112882004B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫毅;戚友琴;黃一津;蒙俞含;王聰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京譽葆科技有限公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S13/00;G01S7/41
• 代理公司: 南京禹為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發(fā)明公開了一種雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法，包括：基于共形線陣及三角線陣的配相方案得到共形面陣的配相，在Matlab中完成徑向配相的計算，并將計算結(jié)果存儲在現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中；根據(jù)陣列中與參考點的相對位置通過在現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中調(diào)用乘法器完成軸向配相的計算；讀取出存儲在所述現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中的對應(yīng)某一波束指向的徑向配相，同時讀取出預(yù)先設(shè)置好的校正相位，將所述徑向配相、所述軸向配相和所述校正相位三項相加得到所述相對位置的陣元的波控碼。本發(fā)明提高了波束指向精度，降低了資源的消耗，波束指向角靈活，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)信號處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法。

背景技術(shù)

波束控制系統(tǒng)的主要功能是計算陣面上每個陣元移相器的移相量，波控系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)較多，按照波束控制的算法，可以分為查表法及實時解算法。查表法一般采用全硬件的設(shè)計方法，適用于系統(tǒng)簡單，功能單一，指向角較少，指向精度要求不高的場合，其優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，可靠性高，成本低，缺點是隨著陣元數(shù)目的增加和指向角的增多，存儲的數(shù)據(jù)量大大增加，故難以實現(xiàn)大型陣列高指向精度和復(fù)雜工作模式的場合；實時計算法需要同時計算軸向配相和徑向配相，其中徑向配相存在乘法和除法，在FPGA實現(xiàn)比較困難，同時占用邏輯資源較大，硬件實現(xiàn)較為困難。那么，如何在大型陣列高指向精度和復(fù)雜工作模式的場合實現(xiàn)快速波束控制、高可靠性等性能是我們亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：硬件或邏輯資源消耗大，功能單一，指向角少且波束指向精度低，可靠性低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于共形線陣及三角線陣的配相方案得到共形面陣的配相，在Matlab中完成徑向配相的計算，并將計算結(jié)果存儲在現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中；根據(jù)陣列中與參考點的相對位置通過在現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中調(diào)用乘法器完成軸向配相的計算；讀取出存儲在所述現(xiàn)場可編程邏輯門陣列中的對應(yīng)某一波束指向的徑向配相，同時讀取出預(yù)先設(shè)置好的校正相位，將所述徑向配相、所述軸向配相和所述校正相位三項相加得到所述相對位置的陣元的波控碼。

作為本發(fā)明所述的雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述共形面陣的配相包括，徑向上，定義陣列為32個共形線陣，所述線陣的導(dǎo)向矢量為vecconf，所述線陣的陣元根據(jù)所述共形線陣的配相方案配相，使所述32個共形線陣全部偏轉(zhuǎn)角度，即全部指向vecconf；軸向上，定義陣列為16個三角線陣，所述線陣的導(dǎo)向矢量為veclinear，根據(jù)所述三角線陣的配相方案配相，使線陣全部偏轉(zhuǎn)，即全部指向veclinear；所述共形面陣在徑向上，所述共形線陣均指向vecconf，軸向上，所述三角線陣均指向veclinear，兩個矢量所在的平面相交于vecsteering所在直線，即所述共形面陣指向vecsteering，實現(xiàn)了所述共形面陣波束的控制。

作為本發(fā)明所述的雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述共形面陣的配相進(jìn)一步包括，所述配相導(dǎo)向矢量的分解：

其中，表示導(dǎo)向矢量，、分別表示平面、的平面導(dǎo)向矢量，、表示角度。

作為本發(fā)明所述的雷達(dá)共形陣相控陣波控碼計算方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述波束的形成包括，將要掃描的區(qū)域按照一定原則進(jìn)行劃分，在每個掃描分區(qū)中，以所述分區(qū)內(nèi)統(tǒng)一的一級陣權(quán)值以及各掃描角下的二級陣列權(quán)值為變量，利用優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，用優(yōu)化的權(quán)系數(shù)將對應(yīng)掃描角下的陣元加權(quán)求和，輸出即為所述掃描角下的波束圖。