[发明专利]一种相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法

权利要求书

1.一种相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，根据环境载荷实测数据，建立相控阵雷达的结构背架的数值模拟模型，并获得所述数值模拟模型中任意空间处天线单元位置处的变形样本数据；

步骤2，根据所述变形样本数据，构建雷达阵面变形的区间场模型，其中，所述区间场模型至少由区间中值函数、区间半径函数、空间相关性函数确定；

步骤3，获取所述数值模拟模型对应的雷达方向图，并根据所述区间场模型，结合电磁-结构耦合方向图函数公式，计算所述雷达方向图的上边界函数和下边界函数，将所述上边界函数和所述下边界函数记作所述相控阵雷达的方向图区间，其中，所述步骤3，具体包括：

步骤31，根据相控阵雷达的方向图基本原理，并用矩阵形式表述所述天线单元的激励电流和所述天线单元的位置误差，以确定相控阵雷达方向图的所述电磁-结构耦合计算公式；其中，所述相控阵雷达方向图的电磁-结构耦合计算公式为：

E(θ)＝E_eI·exp[jk(md_xsinθ+zcosθ)]

式中，E(θ)为所述相控阵雷达方向图的电磁-结构耦合形式，θ为俯仰角，E_e为相控阵雷达天线单元的方向图函数，矩阵I为天线单元的激励电流的矩阵形式，k为相移常数，m、d_x为天线单元在横向的单元数量、单元间距，位置误差矩阵z为天线单元沿z轴方向的位置误差；

步骤32，针对不同俯仰角，计算相控阵雷达阵面不确定性变形下的所述电磁-结构耦合计算公式的对数形式；

步骤33，将采用区间场模型描述的位置误差矩阵z代入至对数形式的电磁-结构耦合计算公式，求解获得相控阵雷达方向图的上下边界函数。

2.如权利要求1所述的相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法，其特征在于，所述区间场模型z^I(x)的计算公式为：

式中，和z^r(x)分别为所述区间中值函数、所述区间半径函数，ζ_j∈ζ^I＝[-1,1],j＝1,2,...,M，为标准区间变量，且满足M为展开项数，和λ_j是所述空间相关性函数的特征向量与特征值。

3.如权利要求2所述的相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法，其特征在于，所述空间相关性函数R(x,x')的计算公式为：

式中，δ_ij为预设函数，特征值λ_j∈[0,∞)，j＝1,2,...，且满足表示空间域D的体积。

4.如权利要求1至3中任一项所述的相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法，其特征在于，所述雷达方向图的上边界函数的计算公式为：

式中，E^U(θ)为所述上边界函数，p＝[p₁,p₂,...,p_f]为相控阵雷达的参数矩阵，h为中间参数，为各天线单元位置处的变形量中值构成的f维向量，为各天线单元位置处的变形量半径与特征值及特征向量构成的f×M维矩阵，ζ＝[ζ₁；ζ₂；...；ζ_M]为标准区间变量构成的M维向量。

5.如权利要求4所述的相控阵雷达不确定性变形下方向图区间分析方法，其特征在于，所述雷达方向图的下边界函数的计算公式为：

式中，E^L(θ)为所述下边界函数。