[发明专利]一种L波段宽波束高功率阵面设计方法及阵面

说明书

本发明公开了一种L波段宽波束高功率阵面设计方法及阵面，属于雷达系统设计和电子对抗技术领域，通过将设计输入送入自建优化算法中进行优化，获得Nsubgt;el/subgt;×Nsubgt;az/subgt;个移相值，即通过采用等幅不同相的方式实现波束宽度大于20°×20°的宽波束工作模式，克服了现有技术中采用等幅同相的方式需要关闭部分功效，从而导致辐射功率较低的缺陷，能够将辐射功率提升10.7dB以上，从而扩大阵面的作用距离，解决了阵面中宽波束和高功率之间的矛盾，同时实现宽波束工作模式和高功率。

技术领域

本发明涉及一种L波段宽波束高功率阵面设计方法及阵面，属于雷达系统设计和电子对抗技术领域。

背景技术

实现L波段大功率宽波束阵面辐射，是电子侦察、电子对抗领域的一项关键技术。该技术应用与无线电发射装置可使得电磁信号作用距离更远、电磁攻击角度范围更大，实现了对多个、多方向目标进行电磁攻击。从而达到阻断、干扰、欺骗甚至控制敌方通信网与雷达网的战技要求。因此研制宽波束大功率辐射阵面在电子对抗领域以及战场环境有着迫切的需求。

为扩大电磁攻击角度范围，L波段阵面波束宽度需要变宽。在阵面波束宽度变大时，现有技术使用等幅同向技术的阵面需要关闭部分功放，从而限制了发射功率并缩小了作用距离，宽波束和高功率在雷达阵面设计中是一对矛盾，现有技术难以解决宽波束和高功率之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的在于提供一种L波段宽波束高功率阵面设计方法及阵面，解决L波段发射阵面在宽波束和高功率之间的矛盾。

为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种L波段宽波束高功率阵面设计方法，包括：

获取设计输入，包括沿方位向天线单元个数N_az、沿俯仰向天线单元个数N_el、沿方位向天线单元间距d_az、沿俯仰向天线单元间距d_el、宽波束工作模式下的方位半功率波束宽度指标宽波束工作模式下的俯仰半功率波束宽度指标θ_BW,std、阵面中每个通道开启与否的控制开关A_m,n、工作频率f；

将设计输入导入到自建优化算法中得到N_el×N_az个移相值γ_m,n；

根据所述N_el×N_az个移相值γ_m,n及d_az、d_el、f计算得到宽波束工作模式下在不同方位角不同俯仰角θ的阵面功率增益；

结合和θ_BW,std验证阵面功率增益是否满足预设要求，若满足则所述N_el×N_az个移相值γ_m,n对应的L波段宽波束高功率阵面为设计结果，否则重新将设计输入导入到自建优化算法中进行优化直至所述阵面功率增益满足预设要求。

结合第一方面，进一步的，所述阵面功率增益通过以下公式进行计算：

其中，是阵面功率增益，(y₁(n),z₁(m))表示阵面规模为N_el×N_az的阵面第m行、第m列的阵元坐标，e表示指数函数，i表示虚数单位，c表示光速，|·|表示取绝对值运算，A_m,n为1；

y₁(n)和z₁(m)的计算公式分别如下：