[发明专利]大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法

权利要求书

1.一种大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，具有如下技术特征：相控阵系统的波束控制计算机根据波束指向要求对阵面各单元点的相位、幅度进行统一运算后，将相位、幅度数据分别传输至阵面各点，从而形成波束；分区域标校模块首先对相控阵系统进行标校区域划分，划分为共M层的N个标校区域，计算并存储每个标校区域指向的方向矢量，判断每个标校区域所包含的阵元，利用飞行器，搭载标校设备对每个区域分别进行标校，得到每个区域包含阵元的标校相位，并储存标校相位；然后阵元权值模块根据当前目标指向，选择目标指向附近的三个区域的标校相位，通过三个区域指向与目标指向夹角的几何关系，推导出三组在目标指向的阵元加权相位，并联合三组加权相位进行平滑滤波，得到一组在目标指向的阵元加权相位，计算出各阵元的加权值；阵元加权模块采用处理后的加权值对所有阵元加权，形成和差波束，送给波束跟踪模块，波束跟踪模块根据和差波束计算角度误差电压，经过环路滤波后，修正目标方向，得到新的目标指向，从而完成目标的跟踪。

2.如权利要求1所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：分区域标校模块首先在相控阵天线俯仰上进行等间隔分层划分，然后对于每一层进行等间隔方位划分，根据区域划分准则，对于相控阵天线俯仰角较大的层，方位划分间隔较大，方位划分区域稀疏；俯仰角较小的层，方位划分间隔较小，方位划分区域密集。

3.如权利要求1所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：分区域标校模块根据相控阵天线俯仰角划分间隔Δθ，将相控阵天线俯仰上划分为满足M≤90°/Δθ-1的M层，其俯仰角分别为90°，90°-Δθ，90°-2×Δθ，…，90°-(M-1)×Δθ，然后，根据区域划分准则，在满足N_M＜N_M-1＜…＜N₂＜N₁＝1条件下，区域划分的总个数为

4.如权利要求3所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：对于每一层根据方位间隔进行划分，第m(M≥m≥1)层则根据方位角的间隔将方位分区划分为N_m个，其方位角分别为0°，且满足

5.如权利要求1所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：在判断每个标校区域所包含的阵元中，根据划分的每个标校区域的方位角和俯仰角θ_n，计算出第n个标校区域阵元指向的方向矢量然后根据阵元i与相控阵原点连线的单位向量和计算公式计算出相控阵中每个阵元与标校区域n的夹角，若阵元i与区域n的夹角小于设计的激活角度，则区域n包含阵元i，否则不包含。

6.如权利要求1所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：在目标跟踪过程中，阵元加权模块根据目标指向，计算各阵元的加权权值。

7.如权利要求1所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：阵元加权模块首先选择目标指向附近的区域A、区域B和区域C，然后根据区域A、区域B和区域C的标校相位去推导目标指向的阵元加权相位。

8.如权利要求7所述的大型共形相控阵系统多区域联合波束跟踪方法，其特征在于：对于任意一个阵元，在区域A、区域B和区域C分别对应的标校相位为φ_A,φ_B,φ_C，区域A、区域B、区域C分别对应的方向矢量目标指向的方向矢量目标信号波长为λ，分别由区域A、区域B、区域C三个区域的标校相位推导出阵元在目标指向的加权相位为阵元加权模块联合三个区域推导的目标指向的加权相位进行平滑滤波，得到目标指向最终的加权相位值φ_目标＝α×φ_A→目标+β×φ_B→目标+γ×φ_C→目标，其中，平滑滤波器系数α、β、γ满足关系α+β+γ＝1。