一种分布式波束控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式波束控制方法，涉及的雷达天线波束控制技术领域，包括指令接收模块接收雷达信号处理机的发送的控制指令；将所述控制指令分发给数据处理模块；所述数据处理模块接收所述控制指令,对子阵元矢量方向进行计算；基于当前所述子阵元的子阵元矢量，对共形面阵波束进行控制。将共形阵天线划分成的各个子阵元，每个所述子阵元对应设置一个所述波控子板，所述数据处理模块对应波控子板设置，并且所述指令接收模块对应波控母板设置。能够以单个子阵元的相位中心，根据各个子阵元的指向计算阵元矢量方向，来对个子阵元上的波束进行控制，能够提高波速指向的控制精度，适应复杂工作模式的场合。应复杂工作模式的场合。应复杂工作模式的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式波束控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及的雷达天线波束控制
，尤其涉及一种分布式波束控制方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来随着相控阵雷达技术的不断发展，阵列规模达到数千甚至数万；为了充分利用雷达阵列的时空频能资源，孔径重构已成为多功能雷达实现的基本保障之一。超大阵列模结合多孔径多任务处理，使得集中式波控在计算能力上不堪重负；而面对如收发分置阵列、分布式雷达等多种形态不断涌现，集中式波控在架构上已无法应对。分布式波控系统每一个末端均具备相应子阵的独立控制功能，能够满足多种形态雷达的控制需求。
[0003]集中式波束控制系统是波控母板不仅要完成控制指令的接收和解算，还要计算阵面上所有阵元的移相量和对应的控制命令码，并将该命令码按照协议格式发送到阵面上的各处理模块。阵面处理模块主要驱动对应移相器。集中式波束控制系统的主要控制和配相计算全部在母板中完成，子板只负责完成控制码的存储和移相器的驱动等相对简单的工作。由于各个阵元指向不同，因此即使由相同单元构筑的共形阵列，其阵元矢量方向也不相同，目前的分布式波束控制系统中一般是将整个共形阵看做一个整体，将整个共形阵的外接圆的圆心看做相位的中心计算波控码，具有计算速度快、节省数据传输带宽的优点，适用于系统简单，功能单一，指向角较少，指向精度要求不高的场合，难以实现大型阵列高指向精度和复杂工作模式的场合。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：目前的分布式波束控制系统中一般是将整个共形阵看做一个整体，将整个共形阵的外接圆的圆心看做相位的中心计算波控码，具有计算速度快、节省数据传输带宽的优点，适用于系统简单，功能单一，指向角较少，指向精度要求不高的场合，难以实现大型阵列高指向精度和复杂工作模式的场合。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种分布式波束控制方法，包括：指令接收模块接收雷达信号处理机的发送的控制指令；将所述控制指令分发给数据处理模块；所述数据处理模块接收所述控制指令,对子阵元矢量方向进行计算；基于当前所述子阵元的子阵元矢量，对共形面阵波束进行控制。
[0006]作为本专利技术所述的分布式波束控制方法的一种优选方案，其中：将共形阵天线划分成的各个子阵元，每个所述子阵元对应设置一个所述波控子板，所述数据处理模块对应波控子板设置，并且所述指令接收模块对应波控母板设置。
[0007]作为本专利技术所述的分布式波束控制方法的一种优选方案，其中：所述波控母板接收雷达信号处理机的发送的控制指令；将所述控制指令分发给子阵元相应的波控子板。
[0008]作为本专利技术所述的分布式波束控制方法的一种优选方案，其中：所述数据处理模块接收所述控制指令,对子阵元矢量方向进行计算包括：
[0009]建立子阵元模型，各个子阵元的导向矢量表达式为：
[0010][0011][0012]其中，表示子阵元的导向矢量，表示以子阵元相位中心为原点的局部坐标系下的阵元矢量方向，表示共形阵天线矢量方向，exp[jk(ux
i
+vy
i
+cosθz
i
)]表示球面波空间因子，w
i
是阵元i信号的加权系数，θ和方向上的极化分量。
[0013]作为本专利技术所述的分布式波束控制方法的一种优选方案，其中：将共形阵天线整体相位中心为原点的直角坐标系的阵元矢量方向转化为以子阵元相位中心为原点的局部坐标系下的阵元矢量方向；
[0014]通过三次Euler旋转变换得到，相应的Euler旋转变换矩阵表示为：
[0015][0016]其中，E(Z,A)代表第一次以Z轴为旋转轴，以右手准则旋转角度A的Euler旋转矩阵；E(X',B)代表第二次以旋转后新坐标系的X'轴为旋转轴，以右手准则旋转角度B的Euler旋转矩阵；E(Z",C)为第三次以前两次旋转后得到坐标系的X"轴为旋转轴，以右手准则旋转角度C的Euler旋转矩阵。
[0017]作为本专利技术所述的分布式波束控制方法的一种优选方案，其中：基于当前所述子阵元的子阵元矢量，对共形面阵波束进行控制包括：
[0018]vec
steering
＝S
conf
(vec
conf
)∩S
linear
(vec
linear
)
[0019][0020]其中，vec
steering
表示表示导向矢量，vec
conf
和vec
linear
分别表示平面S
conf
和S
linear
的平面导向矢量。
[0021]一种分布式波束控制系统，包括指令接收模块，所述指令接收模块用于接收雷达信号处理机的发送的控制指令，并将控制指令发送至数据处理模块；
[0022]数据处理模块，所述数据处理模块根据接收到的所述控制指令计算子阵元矢量，然后配相计算，读取出控制码，并对控制码进行的存储和对移相器进行驱动；
[0023]指令发送模块，所述指令发送模块用于将数据处理模块处理后的数据通过RS422串口发送至波控子板，再由波控子板向单个TR组件发送控制信息；
[0024]数据回传模块，所述数据回传模块用于将天线的状态信息实时回传给测控与雷达信号处理机。
[0025]作为本专利技术所述的分布式波束控制系统的一种优选方案，其中：所述数据处理模
块通过指令发送模块控制波控子板，所述波控子板通过数据回传模块连接雷达信号处理机
[0026]本专利技术的有益效果：能够以单个子阵元的相位中心，根据各个子阵元的指向计算阵元矢量方向，来对个子阵元上的波束进行控制，能够提高波速指向的控制精度，适应复杂工作模式的场合。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一个实施例提供的一种分布式波束控制方法及系统的基本流程示意图。
[0028]图2为本专利技术一个实施例提供的一种分布式波束控制方法及系统的基本流程示意图。
[0029]图3为本专利技术一个实施例提供的一种分布式波束控制方法及系统的共形阵周期边界模型示意图。
[0030]图4为本专利技术一个实施例提供的一种分布式波束控制方法及系统的共形阵三维方向图。
[0031]图5为本专利技术一个实施例提供的一种分布式波束控制方法及系统的共形阵扫描到不同角度时的方向图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。
[0033]实施例1
[0034]参照图1和图2，为本专利技术的一个实施例，提供了一种分布式波束控制方法，包括：
[0035]S1：指令接收模块接收雷达信号处理机的发送的控制指令包括：
[0036]将共形阵天线划分成的各个子阵元，每个所述子阵元对应设置一个所述波控子板，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式波束控制方法，其特征在于，包括：指令接收模块接收雷达信号处理机的发送的控制指令；将所述控制指令分发给数据处理模块；所述数据处理模块接收所述控制指令,对子阵元矢量方向进行计算；基于当前所述子阵元的子阵元矢量，对共形面阵波束进行控制。2.如权利要求1所述的分布式波束控制方法，其特征在于：将共形阵天线划分成的各个子阵元，每个所述子阵元对应设置一个所述波控子板，所述数据处理模块对应波控子板设置，并且所述指令接收模块对应波控母板设置。3.如权利要求2所述的分布式波束控制方法，其特征在于：所述波控母板接收雷达信号处理机的发送的控制指令；将所述控制指令分发给子阵元相应的波控子板。4.如权利要求3所述的分布式波束控制方法，其特征在于：所述数据处理模块接收所述控制指令,对子阵元矢量方向进行计算
·
包括：建立子阵元模型，各个子阵元的导向矢量表达式为：建立子阵元模型，各个子阵元的导向矢量表达式为：其中，表示子阵元的导向矢量，表示以子阵元相位中心为原点的局部坐标系下的阵元矢量方向，表示共形阵天线矢量方向，exp[jk(ux
i
+vy
i
+cosθz
i
)]表示球面波空间因子，w
i
是阵元i信号的加权系数，θ和方向上的极化分量。5.如权利要求4所述的分布式波束控制方法，其特征在于：将共形阵天线整体相位中心为原点的直角坐标系的阵元矢量方向转化为以子阵元相位中心为原点的局部坐标系下的阵元矢量方向；通过三次Euler旋转变换得到，相应的Euler旋转变换矩阵表示为：其中，E(Z,A)代表第一次以Z轴为旋转轴，以右手准则旋转角度A的Euler旋转矩阵；E(X',...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭松，马东超，徐杰，王智，孟亚彤，
申请(专利权)人：南京誉葆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：