[发明专利]一种相位展开雷达天线阵元校正方法、存储介质及系统

说明书

本发明涉及一种相位展开雷达天线阵元校正方法，其包括步骤，在多个不同角度放置目标物，并获取天线接收到目标物反射信号；计算相邻两根天线之间的相位差；对计算得到的相位差进行相位展开；选择多个水平角进行测量；通过选择测试目标的方位，计算出任意相邻的两个天线之间的间距。本发明还提供一种存储介质及相位展开雷达天线阵元校正系统，本发明提供的相位展开雷达天线阵元校正方法、存储介质及系统仅需要通过一次测量就可以估计天线阵元位置，而且采用最小二乘方法来估计位置误差，运算量比特征值分解要低。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，尤其涉及一种相位展开雷达天线阵元校正方法、存储介质及系统。

背景技术

雷达用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。雷达在发射时须把能量集中辐射到需要照射的方向；而在接收时又尽可能只接收探测方向的回波，同时分辨出目标的方位和仰角，或二者之一。雷达测量目标位置的三个坐标(方位、仰角和距离)中，有两个坐标(方位和仰角)的测量与天线的性能直接有关。因此，天线性能对于雷达设备比对于其他电子设备(如通信设备等)更为重要。

在雷达天线的类型中，有一种相控阵雷达天线，这种天线是固定不动的。由阵列中每一有源阵元所连接的移相器按照两维扫描所需的相移指令来移相，则波束可在一定的立体角内灵活扫描。相控阵天线的阵面多排列成圆形，以保持各向扫描特性的一致性并得到较低的副瓣。相控阵阵元数量极大，为降低造价可采用疏稀技术，使有源单元数目减少到几分之一。对相控阵可用馈线进行组合馈电，也可采用空间馈电(或称光学馈电)。空间馈电又分为透射式和反射式两类。

雷达天线阵元的位置误差对目标方位估计的精度影响很大，为了准确估计出信号的到达角，需要精确的掌握天线阵元的位置信息。然而由于天线工艺原因，大批量生产的雷达天线阵元位置往往存在一定的误差，因此需要一种简单易行的天线阵元位置估计方法，以较低成本实现天线阵元位置的批量校准。目前雷达天线阵元位置估计通常使用的都是基于回波自相关矩阵的特征值分解方法，在计算自相关矩阵时往往具体多次测量，而特征值分解的计算比较耗时，总体成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种相位展开雷达天线阵元校正方法、存储介质及系统解决现有现有雷达天线阵元位置估计计算时需要多次测量，且特征值分解的计算比较耗时的问题。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种相位展开雷达天线阵元校正方法，其包括步骤：在多个不同角度放置目标物，并获取天线接收到目标物反射信号；计算相邻两根天线之间的相位差；对计算得到的相位差进行相位展开；选择多个水平角进行测量；通过选择测试目标的方位，计算出任意相邻的两个天线之间的间距。

进一步，所述在多个不同角度放置目标物，并获取天线接收到目标物反射信号包括步骤：在指定的位置放置目标物；天线发射信号经过目标物；接收从目标物反射回来的信号。

进一步，所述在多个不同角度放置目标物，并获取天线接收到目标物反射信号后，计算天线接收信号的相位。

进一步，所述天线接收信号的相位通过如下公式计算得到：

其中，x_n是第n根天线的归一化水平坐标，y_n是第n根天线的归一化垂直坐标，θ_k是目标物放置的水平角，φ_k是目标物放置的俯仰角，为第n根天线接收信号的相位。

进一步，相邻两根天线之间的相位差通过如下公式计算得到：