【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发射相控阵系统发射波束合成，尤其涉及发射波束资源池波束合成方法及装置。
技术介绍
1、发射相控阵系统可以采用平面构型，也可以采用多面阵构型，多面阵构型对不同空域用不同阵面覆盖，从而扩大相控阵的波束覆盖范围。相控阵也可采用与各种载体平台共形设计构型。基于多面阵构型或者与载体平台共形设计的相控阵系统，根据波束指向的变化来分配发射子阵资源。
2、当前大型相控阵系统普遍采用模块化的设计方式，提高了设计的标准化和通用性。通过将大型阵面划分为多个标准化的子阵，不仅可以适应不同尺寸的阵面需求，还能显著提升系统的灵活性与通用性。此外，标准化的子阵模块有利于实现批量化生产，从而降低生产和制造成本。模块化设计也使得维护和检修更加便捷，出现故障时只需要更换相应的模块即可，不会影响整个系统的运行。
3、对大型相控阵来说，标准化、模块化的子阵构成了子阵资源池。为了充分利用多面或共形相控阵系统灵活性，实现最优的功率效率，关键在于如何调度分配子阵资源池中的子阵来合成发射波束。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于如何实现子阵资源的高效调度，提高阵面工作效率。
2、本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：发射波束资源池波束合成方法，波束资源池管理模块周期性地将管理的发射波束的波束指向及所需要的波束eirp发送给阵面资源管理模块，阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束eirp自适应调度子阵，当子阵法线指向与波束指向之间的夹角小
3、gk为子阵集合si(t)中第k个子阵的法向增益，pk为子阵集合si(t)中第k个子阵的发射功率，θk(t)为子阵集合si(t)中第k个子阵的法向与波束指向之间的夹角，k为子阵集合si(t)中子阵的总个数。
4、优选的，所述阵面资源管理模块将阵面上m个平面子阵分为空闲子阵集合sidle(t)和工作子阵集合sbusy(t)，阵面上用于合成发射波束beami的平面子阵构成子阵集合si(t)，不同发射波束不共享平面子阵，工作子阵集合sbusy(t)＝s1(t)∪s2(t)∪...∪si(t)(t)。
5、优选的，所述阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束eirp自适应调度子阵的过程包括：
6、步骤一、在时刻t+δt，判断发射波束beami任务是否结束，若结束，将子阵集合si(t)的子阵释放，若未结束，维护空闲子阵集合sidle(t)和工作子阵集合sbusy(t)不变；
7、步骤二、从空闲子阵集合sidle(t)中提取k个连续分布子阵ak构成子阵集合si(t+δt)，更新空闲子阵集合sidle(t+δt)和工作子阵集合sbusy(t+δt)；
8、步骤三、判断子阵ak的法向与波束指向之间的夹角是否小于等于设定角度，若是，转入步骤四，若否，将子阵ak从子阵集合si(t+δt)中删除后转入步骤四；
9、步骤四、判断子阵集合si(t+δt)的子阵eirp之和是否大于等于波束eirpi(t+δt)，若是，基于子阵集合si(t+δt)合成发射波束；若否，从空闲子阵集合sidle(t+δt)中挑选与子阵集合si(t+δt)相邻的子阵ap，当子阵ap的法向与波束指向之间的夹角小于等于设定角度，将子阵ap放入子阵集合si(t+δt)，得到更新后的子阵集合si(t+δt)，重复本步骤，直至满足更新后的子阵集合si(t+δt)的子阵eirp之和大于等于波束eirpi(t+δt)，基于更新后的子阵集合si(t+δt)合成发射波束。
10、优选的，所述步骤一中判断发射波束beami任务是否结束是通过判断波束eirpi(t+δt)是否等于0，1≤i≤i(t+δt)，若eirpi(t+δt)＝0，判断发射波束beami任务结束，阵面资源管理模块将子阵集合si(t)的子阵释放，即sidle(t+δt)＝sidle(t)∪si(t)，并将管理的发射波束数量减i(t+δt)-i(t)；若eirpi(t+δt)>0，判断发射波束bedmi任务未结束，阵面资源管理模块维护空闲子阵集合sidle(t)和工作子阵集合sbusy(t)不变。
11、优选的，所述步骤二中更新空闲子阵集合sidle(t+δt)和工作子阵集合sbusy(t+δt)是指：从空闲子阵集合sidle(t)中删除子阵集合si(t+δt)得到空闲子阵集合sidle(t+δt)，并在工作子阵集合sbusy(t)中添加子阵集合si(t+δt)得到工作子阵集合sbusy(t+δt)。
12、优选的，所述设定角度为60°。
13、优选的，所述步骤三中判断子阵ak的法向与波束指向之间的夹角是否小于等于设定角度的过程包括：
14、3.1、m个平面子阵构成一个发射相控阵系统，以o为坐标原点建立全局笛卡尔坐标系o-xyz，对子阵ak建立以om为原点的子阵级笛卡尔坐标系om-xmymzm，该坐标系的xmomym平面与子阵ak共面，omzm指向子阵ak法向；
15、3.2、子阵ak的法向与波束指向之间的夹角为θk(t+δt)，计算cosθk(t+δt)，当转入步骤四，当将子阵ak从子阵集合si(t+δt)中删除，更新空闲子阵集合sidle(t+δt)和工作子阵集合sbusy(t+δt)；
16、其中，(xk，yk，zk)为子阵ak原点ok在全局笛卡尔坐标系o-xyz下的坐标，(x′k，y′k，z′k)为子阵级笛卡尔坐标系ok-xkykzk下点(0，0，1)在全局笛卡尔坐标系o-xyz下的坐标。
17、本专利技术还提供发射波束资源池波束合成装置，包括：
18、波束资源池管理模块，用于周期性地发送管理的发射波束的波束指向及所需要的波束eirp；
19、阵面资源管理模块，用于根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束eirp自适应调度子阵，当子阵法线指向与波束指向之间的夹角小于等于设定角度且子阵eirp之和大于等于所需要的波束eirp，合成指定方向的发射波束；被调度子阵构成子阵集合si(t)，子阵eirp之和的计算公式为：
20、gk为子阵集合si(t)中第k个子阵的法向增益，pk为子阵集合si(t)中第k个子阵的发射功率，θk(t)为子阵集合si(t)中第k个子阵的法向与波束指向之间的夹角，k为子阵集合si(t)中子阵的总个数。
21、优选的，所述阵面资源管理模块将阵面上m个平面子阵分为空闲子阵集合sidle(t)和工作子阵集合sbusy(t)，阵面上用于合成发射波束beami的平面子阵构成子阵集合si(t)，不同发射波束不共享平面子阵，工作子阵集合sbusy(t)＝s1(t)∪s2(t)∪...∪si(t)(t)。
22、优选的，所述阵面资源管理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：波束资源池管理模块周期性地将管理的发射波束的波束指向及所需要的波束EIRP发送给阵面资源管理模块，阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束EIRP自适应调度子阵，当子阵法线指向与波束指向之间的夹角小于等于设定角度且子阵EIRP之和大于等于所需要的波束EIRP，合成指定方向的发射波束；被调度子阵构成子阵集合Si(t)，子阵EIRP之和的计算公式为：
2.根据权利要求1所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述阵面资源管理模块将阵面上M个平面子阵分为空闲子阵集合Sidle(t)和工作子阵集合Sbusy(t)，阵面上用于合成发射波束Beami的平面子阵构成子阵集合Si(t)，不同发射波束不共享平面子阵，工作子阵集合Sbusy(t)＝S1(t)∪S2(t)∪...∪SI(t)(t)。
3.根据权利要求1所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束EIRP自适应调度子阵的过程包括：
4.根据权利要求3所述的发射波束资源池波束合
5.根据权利要求3所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述步骤二中更新空闲子阵集合Sidle(t+Δt)和工作子阵集合Sbusy(t+Δt)是指：从空闲子阵集合Sidle(t)中删除子阵集合Si(t+Δt)得到空闲子阵集合Sidle(t+Δt)，并在工作子阵集合Sbusy(t)中添加子阵集合Si(t+Δt)得到工作子阵集合Sbusy(t+Δt)。
6.根据权利要求1或3所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述设定角度为60°。
7.根据权利要求6所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述步骤三中判断子阵Ak的法向与波束指向之间的夹角是否小于等于设定角度的过程包括：
8.发射波束资源池波束合成装置，其特征在于：包括：
9.根据权利要求8所述的发射波束资源池波束合成装置，其特征在于：所述阵面资源管理模块将阵面上M个平面子阵分为空闲子阵集合Sidle(t)和工作子阵集合Sbusy(t)，阵面上用于合成发射波束Beami的平面子阵构成子阵集合Si(t)，不同发射波束不共享平面子阵，工作子阵集合Sbusy(t)＝S1(t)∪S2(t)∪...∪SI(t)(t)。
10.根据权利要求8所述的发射波束资源池波束合成装置，其特征在于：所述阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束EIRP自适应调度子阵的过程包括：
...【技术特征摘要】
1.发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：波束资源池管理模块周期性地将管理的发射波束的波束指向及所需要的波束eirp发送给阵面资源管理模块，阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束eirp自适应调度子阵，当子阵法线指向与波束指向之间的夹角小于等于设定角度且子阵eirp之和大于等于所需要的波束eirp，合成指定方向的发射波束；被调度子阵构成子阵集合si(t)，子阵eirp之和的计算公式为：
2.根据权利要求1所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述阵面资源管理模块将阵面上m个平面子阵分为空闲子阵集合sidle(t)和工作子阵集合sbusy(t)，阵面上用于合成发射波束beami的平面子阵构成子阵集合si(t)，不同发射波束不共享平面子阵，工作子阵集合sbusy(t)＝s1(t)∪s2(t)∪...∪si(t)(t)。
3.根据权利要求1所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述阵面资源管理模块根据每个发射波束的波束指向及所需要的波束eirp自适应调度子阵的过程包括：
4.根据权利要求3所述的发射波束资源池波束合成方法，其特征在于：所述步骤一中判断发射波束beami任务是否结束是通过判断波束eirpi(t+δt)是否等于0，1≤i≤i(t+δt)，若eirpi(t+δt)＝0，判断发射波束beami任务结束，阵面资源管理模块将子阵集合si(t)的子阵释放，即sidle(t+δt)＝sidle(t)∪si(t)，并将管理的发射波束数量减i(t+δt)-i(t)；若eirpi(t+...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓涛，王烁，邹永庆，张正宇，章仁飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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