一种正交混合波束成形方法、装置及阵列天线制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种正交混合波束成形方法、装置及阵列天线，涉及雷达发射技术领域，通过使用两个一维正交的波束成形网络实现空间二维波束扫描，通过降维，简化模拟波束成形网络，简化数字波束成形方法，减少需要处理的数据量，从而实现系统的低成本应用，提高实用性。该方法包括：基于第一辐射单元获得第一目标点；基于第二辐射单元获得第二目标点，其中，第一辐射单元与第二辐射单元正交；基于第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点；基于三维简化目标点获得真实目标点；根据阵列天线倾角，回正坐标系。所述正交混合波束成形装置应用于正交混合波束成形方法。所述阵列天线包括上述任一项所述正交混合波束成形装置。一项所述正交混合波束成形装置。一项所述正交混合波束成形装置。

【技术实现步骤摘要】
一种正交混合波束成形方法、装置及阵列天线


[0001]本专利技术涉及雷达发射
，更具体的说，涉及一种正交混合波束成形方法、装置及阵列天线

技术介绍

[0002]在数字多波束阵列天线系统中，对应天线单元的每个收发通道中的信号流均需要进行算法处理。各收发通道的信号通过模数/数模转换，与信号处理模块实时通信，数据量十分巨大，系统中大量应用的高精度大带宽的数模/模数转换芯片价格也十分昂贵。因此系统实现难度和高昂的成本成为研发人员研究的方向。
[0003]现有的阵列天线系统仍然存在着许多不足之处，例如，大多存在运算量大，对芯片要求高，系统成本高的问题，导致系统实现困难，应用领域小；大多无法调整辐射范围和扫描精度，扫描效果差。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种正交混合波束成形方法、装置及阵列天线，使用两个一维正交的波束成形网络实现空间二维波束扫描，通过降维，简化模拟波束成形网络，简化数字波束成形方法，减少需要处理的数据量，从而实现系统的低成本应用，提高实用性。
[0005]本专利技术提供一种正交混合波束成形方法，该方法包括：
[0006]步骤1：阵列天线上设置有第一辐射单元和第二辐射单元，基于第一辐射单元获得第一目标点；基于第二辐射单元获得第二目标点，其中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元正交；
[0007]步骤2：基于所述第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点；
[0008]步骤3：基于所述三维简化目标点获得真实目标点；
[0009]步骤4：根据阵列天线倾角，回正坐标系。
[0010]优选地，所述步骤1包括：
[0011]基于第一辐射单元获得第一回波数据，基于所述第一回波数据获得第一目标点a1(X1,θ1)，其中，X1表示极坐标下第一目标点距离，θ1表示极坐标下第一目标点角度；基于第二辐射单元获得第二回波数据，基于所述第二回波数据获得第二目标点a2(X2,θ2)，其中，X2表示极坐标下第二目标点距离，θ2表示极坐标下第二目标点角度。
[0012]优选地，所述步骤2包括：
[0013]基于所述第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点a(X,Y,Z)，满足：X＝X
2 cosθ2，Y＝X
1 sinθ1，Z＝X
1 cosθ1＝X
2 sinθ2，其中，X,Y,Z分别表示三维简化目标点的三维坐标。
[0014]优选地，所述步骤3包括：
[0015]对所述三维简化目标点做延迟补正，获得真实目标点a
k
(X
k
,Y
k
,Z
k
)，满足：
其中，2＜k，X
k
,Y
k
,Z
k
分别表示第k次接收得到的三维简化目标点的三维坐标；X
k
‑2,Y
k
‑2,Z
k
‑2分别表示第k
‑
2次接收得到的三维简化目标点的三维坐标；X
k
‑1,Y
k
‑1,Z
k
‑1分别表示第k
‑
1次接收得到的三维简化目标点的三维坐标。
[0016]优选地，获得真实目标点a
k
后，还包括：
[0017]基于所述真实目标点a
k
获得回波数据模型
[0018][0019]其中，补偿矢量β(ΔX，ΔY，ΔZ)，V为雷达与测试目标的移动速度之和，t为时间；
[0020]基于所述回波数据模型近似运算获得最终回波数据模型
[0021][0022]其中，μ为测试目标在三维坐标内的角度。
[0023]与现有技术相比，本专利技术提供的一种正交混合波束成形方法具有如下有益效果：基于第一辐射单元获得第一目标点；基于第二辐射单元获得第二目标点，其中，第一辐射单元与第二辐射单元正交；基于第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点；基于三维简化目标点获得真实目标点；根据阵列天线倾角，回正坐标系。通过使用两个一维正交的波束成形网络实现空间二维波束扫描，通过降维，简化模拟波束成形网络，也简化数字波束成形的方法，减少需要处理的数据量，从而实现系统的低成本应用，实用性高。
[0024]本专利技术还提供一种正交混合波束成形装置，该装置包括：
[0025]目标点获取模块，用于基于第一辐射单元获得第一目标点；基于第二辐射单元获得第二目标点，其中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元正交；
[0026]三维目标点获取模块：用于基于所述第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点；
[0027]真实目标点获取模块，用于基于所述三简化维目标点获得真实目标点；
[0028]坐标系回正模块，用于根据阵列天线倾角，回正坐标系。
[0029]与现有技术相比，本专利技术提供的一种正交混合波束成形装置的有益效果与上述技术方案所述一种正交混合波束成形方法的有益效果相同，在此不做赘述。
[0030]本专利技术还提供一种正交混合波束成形阵列天线，该天线包括：
[0031]第一辐射单元、第二辐射单元、基座、旋转座、折射板和预设扫描单元，其中，所述基座上设置有旋转座和预设扫描单元，所述旋转座上设置有折射板，所述折射板内侧设置有相对的第一辐射单元和第二辐射单元，所述预设扫描单元为一维波束扫描单元。
[0032]优选地，所述折射板包括两个第一弧形板和两个第二弧形板，所述两个第一弧形板与所述两个第二弧形板平滑过度连接并环绕成环；所述两个第二弧形板设置于所述两个第一弧形板之间，所述两个第二弧形板倾角大于两个第一弧形板倾角。
[0033]优选地，所述折射板还包括支撑外壳、行程缸、镜板阵列、扭簧连接销和折射镜板，其中，所述旋转座上设置有支撑外壳，所述支撑外壳内侧设置有多个行程缸，多个所述行程
缸呈环形阵列；
[0034]多个所述行程缸输出端设置有多个镜板阵列，多个所述镜板阵列之间通过扭簧连接销相连接；多个所述镜板阵列内侧嵌设有多个折射镜板，所述折射镜板与所述镜板阵列一一对应。
[0035]优选地，多个所述镜板阵列之间设置有橡胶连接层，所述橡胶连接层设置于所述镜板阵列内侧边缘，所述橡胶连接层通过折叠压缩。
[0036]与现有技术相比，本专利技术提供的一种正交混合波束成形阵列天线具有如下有益效果：通过旋转座旋转雷达中阵列天线方向变相提高了扫描范围，由于正交天线的精准扫描范围偏向椭圆，通过预设扫描单元先发现目标，再调整雷达中阵列天线方向进行正式扫描，使得扫描范围的长边对准目标，提高了目标在扫描范围内停留的时间，提高了扫描效果。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正交混合波束成形方法，其特征在于，包括：步骤1：阵列天线上设置有第一辐射单元和第二辐射单元，基于第一辐射单元获得第一目标点；基于第二辐射单元获得第二目标点，其中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元正交；步骤2：基于所述第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点；步骤3：基于所述三维简化目标点获得真实目标点；步骤4：根据阵列天线倾角，回正坐标系。2.根据权利要求1所述的一种正交混合波束成形方法，其特征在于，所述步骤1包括：基于第一辐射单元获得第一回波数据，基于所述第一回波数据获得第一目标点a1(X1,θ1)，其中，X1表示极坐标下第一目标点距离，θ1表示极坐标下第一目标点角度；基于第二辐射单元获得第二回波数据，基于所述第二回波数据获得第二目标点a2(X2,θ2)，其中X2表示极坐标下第二目标点距离，θ2表示极坐标下第二目标点角度。3.根据权利要求2所述的一种正交混合波束成形方法，其特征在于，所述步骤2包括：基于所述第一目标点和第二目标点获得三维简化目标点a(X,Y,Z)，满足：X＝X
2 cosθ2，Y＝X
1 sinθ1，Z＝X
1 cosθ1＝X
2 sinθ2，其中，X,Y,Z分别表示三维简化目标点的三维坐标。4.根据权利要求3所述的一种正交混合波束成形方法，其特征在于，所述步骤3包括：对所述三维简化目标点做延迟补正，获得真实目标点a
k
(X
k
,Y
k
,Z
k
)，满足：)，满足：其中，2＜k，X
k
,Y
k
,Z
k
分别表示第k次接收得到的三维简化目标点的三维坐标；X
k
‑2,Y
k
‑2,Z
k
‑2分别表示第k
‑
2次接收得到的三维简化目标点的三维坐标；X
k
‑1,Y
k
‑1,Z
k
‑1分别表示第k

【专利技术属性】
技术研发人员：李金龙，刘迁，曲鸣川，鲁秋子，张方冰，刘占宇，李娇，文靖，
申请(专利权)人：北京城建设计发展集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：