[发明专利]一种基于弧形等相位面的波束展宽方法

说明书

本发明涉及一种基于附加弧形相位面的波束展宽方法，属于改变相位方法，通过计算弧形相位面所对应的相位差，将其直接叠加到原有波束指向所对应的空间相位差中，即可实现波束展宽，既避免波束赋形中的循环迭代，也解决了波束展宽程度难以量化实现的问题，方法简单，参数调试容易，实时性好，普适性强，便于工程实现。

技术领域

本发明属于相控阵雷达技术领域,涉及的一种基于弧形等相位面的波束展宽方法，可适用于任何相控阵体制雷达。

背景技术

相控阵体制雷达由于具有波束指向灵活、波束形状捷变等优势逐渐取代传统机械扫描体制雷达，应用于地面、舰载、机载等各种平台上。但在实际中，有时要求相控阵天线能够实现波束的展宽，如同时在指定的空间中搜索和跟踪多个目标时。目前，通常采用的方法包括两大类，一类是通过减少阵元数，另一类是基于改变相控阵天线相位实现的，基于改变相位的方法又可以分为波束赋形法和相位散焦法两种。

与波束展宽相关的现有技术中，专利CN104615854B《一种基于稀疏约束的波束展宽和旁瓣抑制方法》属于波束赋形法，采用稀疏重构来实现波束展宽和旁瓣抑制，对波束形成器的权向量做稀疏迭代，重构信号，获得更低的旁瓣，其需要做迭代处理，计算复杂。专利CN108811532B《一种弹载宽波束高增益天线》与专利CN104377428B《宽带宽波束矩形单极天线》都属于天线设计领域，通过设计工艺形成固定的较宽波束的天线。

与波束展宽相关的现有技术中，文献“一种平面相控阵天线波束展宽的优化方法”(翟丽霞、张理云，《舰船科学技术》，1995.3)中，采用相位散焦方法，其波束展宽程度取决于焦距，但二者之间的关系较难对应，工程实现性不佳。

文献“SFFT在阵列天线波束展宽技术中的应用”(陈定、牛宝君、何炳发，《现代雷达》，2008.6)中，采用波束赋形方法，利用用连续快速傅里叶变换(Successive FastFourier Transforms，SFFT)实现方向图综合，以达到波束展宽的效果，该方法需要根据目标进行迭代循环，运算复杂，不适用于需要快速实时处理的系统。

文献“一种相控阵天线波束展宽方法研究”(高世超、毕红葵，舰船电子工程，2009.12)中，采用减少阵元数从而减小阵面孔径的方法，主要适合集中放大和接收的无源相控阵，对于各单元独立发射和接收的有源相控阵体制，减少阵元数会损失反射功率，从而会使探测距离下降，影响系统性能。

发明内容

为避免上述背景技术中的不足之处，本发明提出一种基于弧形等相位面的波束展宽方法，通过在原有的相位面上给各阵元附加弧形相位差，实现波束展宽，满足雷达宽波束搜索、宽波束跟踪、宽波束截获等需求。

本发明的技术方案是提供一种基于弧形等相位面的波束展宽方法，包含：

以阵面中心为原点，计算第n个阵元x轴方向坐标x_n，0≤n≤N-1；

确定弧度角θ；

计算得到弧形线段所对应的半径R；

计算第n个阵元的弧形相位面波达路程L_n；

计算第n个阵元的相对阵面中心的波程差σ_n；

计算第n个阵元弧形波程差对应的相位差值

将弧形相位差与波束指向所决定的空间相位差相加，送给天线单元。

完成波束展宽处理。

本发明提出一种基于附加弧形相位面的波束展宽方法，属于改变相位方法，通过计算弧形相位面所对应的相位差，将其直接叠加到原有波束指向所对应的空间相位差中，即可实现波束展宽，既避免波束赋形中的循环迭代，也解决了波束展宽程度难以量化实现的问题，方法简单，参数调试容易，实时性好，普适性强，便于工程实现。

附图说明