[发明专利]一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法及系统

权利要求书

1.一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法，其特征在于，所述方法包括：

构建全局笛卡尔坐标系和ATG机载相控阵天线的天线笛卡尔坐标系；

根据所述天线笛卡尔坐标系，建立所述ATG机载相控阵天线的摆放角修改关系；

计算所述全局笛卡尔坐标系下的目标空间范围到所述ATG机载相控阵天线的角度，并与天线方向图建立函数关系；

根据所述函数关系绘制地面目标空间范围的增益分布等高线图，并对所述目标空间范围进行数据统计与分析。

2.根据权利要求1所述的ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法，其特征在于，所述构建全局笛卡尔坐标系和ATG机载相控阵天线的天线笛卡尔坐标系的步骤包括：

以ATG机载相控阵天线在地面的投影为坐标原点构建全局笛卡尔坐标系，其中，X轴正方向为坐标原点向右的方向，Y轴正方向为所述坐标原点向上的方向，XY平面为地平面，Z轴正方向为垂直地面指向天空的方向；

以所述ATG机载相控阵天线的相位中心为坐标原点构建所述ATG机载相控阵天线的天线笛卡尔坐标系，其中，正X轴在所述全局笛卡尔坐标系中的方向向量为(-1，0，0)，正Y轴与所述全局笛卡尔坐标系一致，正Z轴在所述全局笛卡尔坐标系中的方向向量为(0，0，-1)；

定义φ角为某一方向在XY平面上的投影与X轴正方向的夹角，θ角为某一方向与Z轴正方向的夹角；其中，φ＝0°-360°，θ＝0°-180°；

定义位于Z轴距离地面H高度位置的所述ATG机载相控阵天线的位置坐标为(0，0，H)，所述ATG机载相控阵天线的法向向量为(0，0，-1)；

定义地面目标空间范围为(Xstart，Xend，Ystart，Yend)，其中，Xstart、Xend分别为所述地面目标空间范围的X轴起始坐标和终止坐标，Ystart、Yend分别为所述地面目标空间范围的Y轴起始坐标和终止坐标。

3.根据权利要求2所述的ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法，其特征在于，所述根据所述天线笛卡尔坐标系，建立所述ATG机载相控阵天线的摆放角修改关系的步骤包括：

设所述ATG机载相控阵天线在所述天线笛卡尔坐标系中的原角度为(φ_ant1，θ_ant1)，修改摆放角后在所述天线笛卡尔坐标系中的角度为(φ_ant2，θ_ant2)；

定义绕所述天线笛卡尔坐标系的Y轴正方向的右手螺旋为正，通过推导可知，若俯仰角旋转α度，则：

定义绕所述天线笛卡尔坐标系的Z轴正方向的右手螺旋为正，通过推导得知，若方位角旋转β度，则：

θ_ant2＝θ_ant1；

所述ATG机载相控阵天线的摆放角修改关系如下：

4.根据权利要求3所述的ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法，其特征在于，所述计算所述全局笛卡尔坐标系下的目标空间范围到所述ATG机载相控阵天线的角度，并与天线方向图建立函数关系的步骤包括：

设所述全局笛卡尔坐标系下的目标空间范围中某一点的坐标为(X_p1，Y_p1，Z_p1)，则所述某一点相对所述ATG机载相控阵天线在所述全局笛卡尔坐标系下的角度为：

由所述全局笛卡尔坐标系与所述天线笛卡尔坐标系的关系可知，第一二象限：

第三四象限：

根据所述摆放角修改关系对所述ATG机载相控阵天线进行摆放角的调整，可得所述目标空间范围下所述某一点所对应的所述ATG机载相控阵天线的增益为：

式中，G_xyz(X_p1，Y_p1，Z_p1)为按照空间坐标索引的所述ATG机载相控阵天线的增益分布图，为传统按角度索引的所述ATG机载相控阵天线的天线方向图。