[发明专利]球面相控阵天线波控自跟踪的差阵列划分方法

权利要求书

1.一种球面相控阵天线波控自跟踪的差阵列划分方法，其特征在于：在球面相控阵天线坐标系下采用极坐标方式，把阵列划分为若干个子阵，将量化值相同的阵元划分为一个子阵，其中，球面阵天线差阵列划分按方位及俯仰方向划分，阵面方位差阵列划分按照与Z轴切面划分，阵面俯仰差阵列划分按照与方位差阵列正交方式划分，并按照顺时针或逆时钟方向取极性，用方位角与俯仰角及目标距离表示空间目标的位置信息，以z轴为中心旋转坐标系，将方位角ψ旋转至零度，再以y轴为中心旋转俯仰角φ至x轴指向目标，使x轴指向目标；基于球面相控阵天线差阵列划分算法，在旋转后的新坐标系下，计算原坐标系下目标指向坐标系的旋转矢量矩阵A1，得到球面相控阵天线差阵列划分最大俯仰角门限值，按照得到的俯仰角门限，差阵列的划分在目标超过一定仰角时，划分差阵列的俯仰角，在门限角度上保持差阵列化的俯仰角最大；根据天线口径，按照给出的目标跟踪过顶特性分析及仿真，得到天线跟踪过顶的不丢失目标的最大俯仰角门限，利用球面阵天线跟踪过顶目标时差阵列旋转特性，建立等效天线旋转模型，在子阵级上进行数字波束控制和子阵内移相，采用差阵列划分高仰角最大保持方法，以多馈源赋形实现对敏感地区的波束覆盖，完成球面相控阵天线的波控角跟踪环路在目标过顶点的跟踪。

2.如权利要求1所述的球面相控阵天线波控自跟踪的差阵列划分方法，其特征在于：在旋转后的新坐标系下应用旋转矩阵算法，计算指向坐标和原坐标系下目标指向坐标，求出旋转角度和旋转轴，然后用罗德里格旋转公式即可求出对应的旋转矩阵，得到坐标系旋转矢量矩阵A1：

其中：

F₁₁＝cosθE cosθA；F₁₂＝cosθE sinθA；F₁₃＝sinθE；

F₂₁＝-sinθA；F₂₂＝cosθA；F₂₃＝0；

F₃₁＝-sinθE cosθA；F₃₂＝-sinθE sinθA；F₃₃＝cosθE；

其中，F11～F33表示旋转矢量矩阵A1的元素，θE是在原坐标系下目标的俯仰角，θA是在原坐标系下目标的方位角。

3.如权利要求1所述的球面相控阵天线波控自跟踪的差阵列划分方法，其特征在于：根据原坐标系下目标坐标(x₁，y₁，z₁)计算坐标系变换中目标指向坐标

其中：x₁为原坐标系下目标的归一化x轴坐标值，y₁为原坐标系下目标的归一化y轴坐标值，z₁为原坐标系下目标的归一化z轴坐标值，θE为在原坐标系下目标的俯仰角，θA为在原坐标系下目标的方位角。

4.如权利要求3所述的球面相控阵天线波控自跟踪的差阵列划分方法，其特征在于：根据目标运动轨迹在球面阵上的投影得到(x₂，y₂，z₂)＝(x₁，y₁，z₁)A1′

其中，x₂为球面相控阵天线新坐标系下目标的x轴坐标值，y₂为新坐标系下目标的y轴坐标值，z₂为新坐标系下目标的z轴坐标值，φ_目标为球面相控阵天线坐标系旋转后在新坐标系下目标的俯仰角，为坐标系旋转后在新坐标系下目标的方位角。