[发明专利]基于去耦合的二维波束扫描测角方法

摘要

本发明公开了基于去耦合的二维波束扫描测角方法，主要解决现有大型相控阵雷达传统二维波束扫描方法运算量大，不满足实时性的问题。其实现步骤为1设定天线阵列参数和角度扫描信息2根据天线阵列参数和角度扫描信息构造y轴和z轴方向的导向矢量并计算y轴和z轴方向的加权信号3根据天线阵列参数和角度扫描信息构造y轴和z轴方向权矢量矩阵，分别根据y轴和z轴方向的权矢量矩阵对y轴和z轴方向的加权信号作数字波束形成，得到y轴和z轴方向的波束扫描信号4分别根据y轴和z轴方向的波束扫描信号计算测试的方位角和俯仰角本发明减少了传统二维波束扫描的运算量，提高了运算速度，可用于目标角度测量。

主权项

一种基于去耦合的二维波束扫描测角方法，包括如下步骤：(1)设定天线阵列为二维面阵，随意指定一维为y轴方向，作为行方向，另一维为z轴方向，作为列方向，y轴方向的阵元个数设为Ny，阵元间距设为dy，z轴方向的阵元个数设为Nz，阵元间距设为dz；(2)设定一个基准平面P，并在基准平面上建立一个立体坐标系I，随机选取某个天线阵元作为该坐标系I的原点，天线阵列法线与基准平面法线之间构成偏转角β；(3)对目标进行检测，根据发射机的发射数据得到天线波束中心俯仰角θ，方位角(4)根据发射信号波长λ，y轴方向的阵元个数Ny，阵元间距dy估计y轴方向的波束宽度By；根据发射信号波长λ，z轴方向的阵元个数Nz，阵元间距dz估计z轴方向的波束宽度Bz；(5)利用y轴方向的波束宽度By和天线波束中心方位角计算波束扫描方位角上限和下限利用z轴方向的波束宽度Bz和天线波束中心俯仰角θ，计算波束扫描俯仰角上限θu和下限θd，设定方位角角度扫描间隔俯仰角角度扫描间隔θz；(6)根据天线波束中心方位角天线波束中心俯仰角θ，y轴方向的阵元个数Ny，阵元间距dy，得到y轴方向的导向矢量ay；根据天线波束中心方位角天线波束中心俯仰角θ，z轴方向的阵元个数Nz，阵元间距dz，偏转角β，得到z轴方向的导向矢量az；(7)设天线阵列接收的目标回波信号为：其中sk为天线阵列第k行接收的信号，为一个Ny维的向量，s，m为天线阵列第m列接收的信号，为一个Nz维的向量，k＝1,2,…,Nz，m＝1,2,…,Ny，Ny为y轴方向的阵元个数，Nz为z轴方向的阵元个数；利用z轴方向的导向矢量az对目标回波信号R作数字波束形成得到y轴方向的加权信号sy；利用y轴方向的导向矢量ay对目标回波信号R作数字波束形成得到z轴方向的加权信号sz；(8)根据波束扫描方位角上下限和方位角角度扫描间隔得到y轴方向的权矢量矩阵Wy；根据波束扫描俯仰角上下限θu，θd和俯仰角角度扫描间隔θz，得到z轴方向的权矢量矩阵Wz；利用y轴方向的权矢量矩阵Wy对上述y轴方向的加权信号sy作数字波束形成,计算y轴方向的波束扫描信号y1；利用z轴方向的权矢量矩阵Wz对上述z轴方向的加权信号sz作数字波束形成，计算z轴方向的波束扫描信号z1；(9)对y轴方向的波束扫描信号y1做波束扫描，计算测试的方位角对z轴方向的波束扫描信号z1做波束扫描，计算测试的俯仰角