[发明专利]机会阵列天线的单元快速选取方法

说明书

本发明公开了一种机会阵列天线的单元快速选取方法，解决了现有机会阵列天线单元难以快速选取的问题。其实现包括：参数设置；波束宽度确定，通过一个单元仿真，确定半功率波束宽度；任选天线单元初始值设定；单元外法矢求解，作为天线辐射方向；最大辐射方向与波束指向夹角的计算，该夹角作为选取依据；是否选中比较判断，计算夹角在半功率波束宽度一半的范围内，满足选取天线单元要求；是否搜寻完成判断，检测所有天线单元是否都已进行搜索；直至完成天线单元选取，快速得到合适的天线单元。本发明结合天线单元辐射方向图，准确快速选取在给定扫描角下的辐射单元，实现了高速有效的单元选取，用于雷达及各种利用天线的探测领域。

技术领域

本发明属天线技术领域，主要涉及新体制雷达天线单元的快速提取，具体是一种机会阵列天线的单元快速选取方法，用于雷达及各种利用天线进行探测的领域。

特别涉及一种结合天线半功率波束宽度以及单元最大辐射方向的天线单元快速选取方法。

背景技术

传统的相控阵天线，如线阵、平面阵等，由于所有天线单元的最大辐射方向的一致性，天线波束扫描时所有天线单元均会被选中，因此不存在因扫描角而产生的阵元选择的问题。但是，传统的线阵、平面阵存在难以与载体平台共形、难以提供较大增益的问题，这些问题直接制约了雷达相控阵系统的威力。而机会阵天线单元通常密布于载体平台的各个位置，充分利用了载体平台的有效口径，提供了远高于传统相控阵天线的增益，在国防应用中发挥着巨大作用。

机会阵列天线系统的提出是为了在保留战舰载体平台隐身性能的同时，最大化布阵孔径，提高天线增益，加大雷达探测距离。机会阵天线的单元通常位于载体平台的各个位置，但是，因各个天线单元最大辐射方向不一致、载体平台遮挡等因素，在不同的扫描角下，需要选取阵列中合适的单元完成组阵。

机会阵列天线的方向图等于各个天线单元的方向图之和，机会阵列天线在单元选取时，在给定扫描角的前提下，需要选择扫描角在半功率波束宽度范围内的天线单元进行组阵。确定天线单元的阵中方向图，需要在相应的载体平台下对全部阵列进行全波仿真分析，提取各个天线单元的方向图。

然而由于计算机本身的限制，对大规模的机会阵列天线采用全波仿真分析极其耗时，难以满足雷达探测系统在现实中的应用，特别是在现代化国防研究上，时间和准确性尤为重要，客观上需要高效、快速的机会阵列天线单元选取方法与之配合，完成雷达系统对信号的快速探测。

发明内容

本发明的目的在于针对机会阵列天线单元难以选择的问题，提出一种更加高效、准确的机会阵列天线的单元快速选取方法。

本发明是一种机会阵列天线的单元快速选取方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、参数设置：设置机会阵列天线有N个天线单元、机会阵列天线的波束指向方向为选取天线远场区距离R，根据波束指向方向和远场区距离，得到天线波束指向向量S，其中：第i个天线单元的坐标位置为(x_i,y_i,z_i)，θ为俯仰角，为方位角，R远远大于2D²/λ和10D，D为机会阵列天线的物理口径的最大尺寸；

(2)、波束宽度确定：在自由空间中，对机会阵列天线中的一个单元进行仿真，确定该单元的半功率波束宽度BW；

(3)、初始值设定：在机会阵列天线中任意选取一个单元i，并选取其后续相邻的单元i+1与单元i+2，对任意选取的单元i进行初始值设定，i的初始值设为1；

(4)、单元外法矢求解：在机会阵列天线中，将选取的第i个，后续相邻的第i+1个，第i+2个天线单元组成的平面，近似求解第i个天线单元所在位置的外法矢n_i，并以此方向近似作为第i个天线单元的辐射方向；