[发明专利]基于电性能幅值加权的阵元安装位置的测量方法

说明书

本发明公开了一种基于电性能幅值加权的阵元安装位置的测量方法。针对有源相控阵雷达阵元的安装位置，计算了阵列不同区域安装位置精度影响，划分子阵并确定各子阵的采样数量，根据雷达整体阵列的装配结构划分一级子阵并选取关键特征子阵；根据各关键特征子阵的幅值等高线包围盒确定二级子阵；采用幅值均方值与阵元数量相结合的加权方法确定各二级子阵的采样数量，获取组成一级子阵样本，建立各一级子阵的模型，进而估计整体阵列的离散精度并以此处理获得雷达电性能。在相同的采样数量下，本发明方法的增益计算精度比普通采样方法提高了1％，并且近区副瓣形状更准确。

技术领域

本发明涉及了一种有源相控阵雷达的阵元参数测量方法，尤其是涉及一种基于电性能幅值加权的有源相控阵雷达阵元安装位置的测量方法。

背景技术

有源相控阵雷达阵列阵元的安装位置精度是影响雷达电性能的关键因素之一，阵元的位置及指向偏差会严重降低雷达的增益、指向性等电性能指标，并抬高雷达的副瓣电平。

目前国内外学者针对阵元安装位置精度采样问题开展了一系列研究，例如杨宁芳于2006年在《电子机械工程》(22(5):42-45)上发表的论文“平行板波导微带阵列天线单元装配及总装技术”将天线阵面按工作姿态放置在安装平台上并在天线阵面上分布测量点，用双电子经纬仪逐点检测后获取阵面平面度误差；梅启元于2014年在《电子机械工程》(30(6):36-39)上发表的论文“一种大型相控阵雷达阵面的安装调整方法”将大型阵面分解成若干个具有相同功能、相同结构形式的模块然后采用光学仪器对体积小、重量轻的模块进行测量，指导阵面的安装调整；Tore Lindgren于2012年在《International Journal ofAntennas and Propagation》(2012:1-8)上发表的论文“A Measurement System for thePosition and Phase Errors of the Elements in an Antenna Array Subject toMutual Coupling”提出了一种通过四个探针测量雷达远场方向图以及散射矩阵，进而估计阵列单元安装位置偏差与相位偏差的方法；这些方法的缺点一方面是工作量巨大，对设备的要求较高，另一方面，没有考虑阵面不同区域的安装位置偏差对雷达电性能的影响并不相同，只是对所有阵元进行均匀采样。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于电性能幅值加权的阵元安装位置的测量方法。本发明以电性能仿真计算为目标，对电性能敏感区域进行密集采样，对电性能不敏感区域则进行稀疏采样，在减轻阵元的采样工作量的同时，准确估计全体阵元的安装位置精度，得到精确的电性能结果和安装位置精度结果。

本发明所采用的技术方案是：

(1)基于阵列装配结构划分一级子阵：

有源相控阵雷达的阵面由多个子阵拼接而成，子阵是由多个阵元阵列构成，各子阵的安装位置及电参数各不相同，电参数是指子阵的阵元的幅值和相位，将各子阵作为一级子阵A_i，构成一级子阵集合：

其中，A是有源相控阵雷达的阵面，A_i是各一级子阵，m表示一级子阵；

(2)从全部一级子阵集合中选取关键特征子阵：

比较每两个一级子阵的电参数相似性，选取电参数相似性高于预设阈值的子阵中的任一个作为关键特征子阵，对关键特征子阵进行采样并后续处理，其余的一级子阵不进行采样，选取关键特征子阵后的集合B记为：

B＝tA_i+...+lA_k