[发明专利]数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法

权利要求书

1.一种数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，具有如下技术特征：在多波束相控阵天线的角跟踪系统中，多波束相控阵天线阵面与射频前端，以波束指向目标为中心，按方位、俯仰方向循环扫描偏离一个波束偏角δ的四个对称点，采用数字波束对跟踪目标进行偏轴线的圆锥电扫描和波束电扫描控制；数字波束形成DBF单元利用下行数字波束形成DBF通道，接收数字多波束相控阵天线阵面与射频前端送下来的数字信号，根据波束电扫描控制和波束指向形成和、差信号，产生方位及俯仰差波束信号，将电扫描合、差波束信号形成的合、差信号送入角跟踪接收机进行角度误差解调，解调出方位误差电压及俯仰角误差电压，然后送入波控单元的数字环路滤波器进行滤波；波控单元根据接收角跟踪接收机送来的角跟踪误差电压，调整波束指向的方位及俯仰角，得到跟踪目标的波束指向，将实时调整的波束指向送入数字波束形成DBF单元，完成波束形成，引导相控阵波束天线实现对动态目标的自跟踪功能。

2.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：多波束相控阵天线的角跟踪系统包括：连接多波束相控阵天线阵面与射频前端的数字波束形成DBF单元，数字波束形成DBF单元通过角跟踪接收机顺次连接波控单元形成的闭环电路。

3.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：数字波束形成DBF单元由多级数字处理板卡实现，其功能为接收前端相控阵天线阵面送下来的数字信号，然后根据波束指向，通过圆锥扫描方式形成和、差信号，通过角跟踪接收机解调和、差信号，得到方位及俯仰角误差电压，并送波控单元处理；控单元接收角跟踪接收机送来的角跟踪误差电压，根据角误差电压调整波束指向的方位及俯仰角，得到最终的跟踪目标的波束指向，并此波束指向送数字波束形成DBF单元完成最终的波束形成。

4.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：数字多波束相控阵天线波束的电扫描通过目标轴，将扫描波束轴与理论波束轴偏开一个波束偏角δ，并且沿理论波束轴旋转，当理论波束轴指向目标时，理论波束轴与目标轴重合，角跟踪误差ε＝0。

5.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：数字多波束相控阵天线采用在波束扫描环路按方位、俯仰扫描路径，选择波束扫描环路A、B、C、D四个对称的扫描点，按一定时间间隔轮流指向A、B、C、D这四个点,取扫描间隔时间为5ms，形成天线波束电扫描的波束电扫描时序关系图。

6.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：天线波束电扫描时序图按5ms间隔中断信号，中断信号按波束扫描环路依次循环波束指向A、B、C、D四个扫描点，同时产生阵列天线电扫描方位相关信号与阵列天线电扫描俯仰相关信号。

7.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：波束指向A点时，波束俯仰指向为理论目标俯仰角加波束偏角δ，波束方位指向为理论目标方向角；波束指向B点时，波束俯仰指向为理论目标俯仰角，波束方位指向为理论目标方向角减波束偏角δ；波束指向C点时，波束俯仰指向为理论目标俯仰角减波束偏角δ，波束方位指向为理论目标方向角；波束指向D点时，波束俯仰指向为理论目标俯仰角，波束方位指向为理论目标方向角加波束偏角δ。

8.如权利要求1所述的数字多波束相控阵天线对动态目标的电扫描自跟踪的方法，其特征在于：根据天线的辐射方向图函数G_R(θ)、天线阵列电扫描角频率和波束基准位置与辐射位置夹角θ，得到角跟踪接收机的输出电压：得到角跟踪接收机的输出电压：