[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

说明书

本发明公开了一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法及系统，其中方法包括：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；根据天线笛卡尔坐标系，建立ATG机载相控阵天线的摆放角修改关系；计算全局笛卡尔坐标系下的目标空间范围到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，并对目标空间范围进行数据统计与分析。本发明实施例通过推导空间坐标到天线方向图的函数关系，得到不同空间位置下的天线增益，从而形成增益分布等高线图，可直观地展现ATG机载相控阵天线在空间范围中的具体增益覆盖情况，便于工作人员进行统计与分析。

技术领域

本发明涉及天线数据可视化技术领域，尤其涉及一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法及系统。

背景技术

天线方向图，又叫辐射方向图(radiation pattern)、远场方向图(far-fieldpattern)，是一种表征天线辐射特性与空间角度关系的图形。完整的天线方向图是一个三维的空间图形，该图形以天线的相位中心为球心，在半径足够大的球面上逐点测定天线的辐射特性绘制而成。通过天线方向图可清晰明了地获悉天线辐射场强在空间中的角度分布特性。

然而，目前在ATG(Air To Ground，空对地)机载相控阵天线的具体使用中，如果要想知道ATG机载相控阵天线在空间范围中的具体增益覆盖情况，使用传统的这种三维天线方向图则稍显抽象，不易于分析与判断。

因此，需要研究一种能够表征ATG机载相控阵天线在空间范围中具体增益覆盖情况的技术。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

发明内容

本发明提供一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法及系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法，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。

进一步地，所述ATG机载相控阵天线空域覆盖图的形成方法中，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)；