CN104316907A

CN104316907A - 一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法

Info

Publication number: CN104316907A
Application number: CN201410536164.6A
Authority: CN
Inventors: 金科; 唐培培
Original assignee: Nanjing Changfeng Space Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Changfeng Space Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2014-10-11
Filing date: 2014-10-11
Publication date: 2015-01-28

Abstract

本发明公开了一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，包括以下步骤，1）在修正球坐标系下选定任意的扫描空域；2）将该修正球坐标系下的扫描空域经坐标转换为正弦空间坐标系下的正弦空域；3）根据用户设置的波束宽度，确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距；4）确定整个正弦区域的波位编排，产生波位表；5）剔除用户设置的空域范围之外的波位，形成扫描空域的交错波位编排。本发明在满足覆盖要求空域的前提下，采用正弦坐标系对整个空域进行波位编排，避免了波束形状随着波束指向的变化性，实现波位在正弦坐标系下的均匀排列模式，保证3dB覆盖率达到90%，同时重叠率为0，具有良好的应用前景。

Description

一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法

技术领域

本发明涉及一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，属于雷达波位扫描技术领域。

背景技术

相控阵雷达是按照波位表进行波位扫描，如果波位之间过于紧凑，将不可避免的浪费雷达系统资源，而且目标的冗余探测还将造成去相关的困难；如果波位之间过于稀松，则可能造成目标检测的漏失。目前，传统的相控阵雷达的波位编排方式，主要以下两种：纵列波位编排样式、交叠波位编排样式，其中纵列编排样式所需的波位数目最少，但是其覆盖率较低；交叠编排样式，虽然其覆盖率高但重叠率也高，容易造成目标的冗余探测，如何实现相控阵雷达的波位编排，达到了波位数目良好的平衡，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服传统的相控阵雷达的波位编排方式出现的问题。本发明提供的相控阵雷达空域交错波位编排的方法，在满足覆盖要求空域的前提下，采用正弦坐标系对整个空域进行波位编排，避免了波束形状随着波束指向的变化性，实现波位在正弦坐标系下的均匀排列模式，保证3dB覆盖率达到90％，同时重叠率为0，达到了波位数目良好的平衡，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，用户在修正球坐标系下选定任意的扫描空域；

步骤(2)，将该修正球坐标系下的扫描空域经坐标转换为正弦空间坐标系下的正弦空域，其中，修正球坐标系(r,Az,El)与正弦坐标系(r,Tx,Ty)的转换关系，如公式(1)所示，

\{\begin{matrix} T_{x} = \cos (E_{l}) \sin (A_{z}) \\ T_{y} = \sin (E_{l}) \cos (E_{p}) - \cos (E_{l}) \cos (A_{z}) \sin (E_{p}) \end{matrix}

\{\begin{matrix} E_{l} = \arcsin (T_{y} \cos (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \sin (E_{p})) \\ A_{z} = \arctan (\frac{T_{x}}{- T_{y} \sin (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \cos (E_{p})}) \end{matrix}

(1)

其中，Ep为扫描空域的阵面俯仰角；

步骤(3)，根据用户设置的波束宽度，确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距；

步骤(4)，根据正弦空域的范围、相邻波位之间的行间距和列间距，确定整个正弦区域的波位编排，得到每个波位的波位号、行号、列号和坐标值，产生波位表；

步骤(5)，比较用户设置的空域范围和产生的波位表，剔除用户设置的空域范围之外的波位，从而形成步骤(1)选定任意的扫描空域的交错波位编排。

前述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(3)根据用户设置的波束宽度，确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距的方法为，行间距为0.86*sinθ*1000，列间距为sinθ*1000其中θ为用户设置的波束宽度。

前述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(3)确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距的准则是保证3dB覆盖率达到90％。

前述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(4)，根据正弦空域的范围、相邻波位之间的行间距和列间距，确定整个正弦区域的波位编排的过程为在整个正弦空域，波位号按照计算得的行间距和列间距均匀排列，布满整个正弦空域范围。

本发明的有益效果是：本发明的相控阵雷达空域交错波位编排的方法，在满足覆盖要求空域的前提下，采用正弦坐标系对整个空域进行波位编排，避免了波束形状随着波束指向的变化性，实现波位在正弦坐标系下的均匀排列模式，保证3dB覆盖率达到90％，同时重叠率为0，达到波位数目良好的平衡，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的相控阵雷达空域交错波位编排的方法的流程图。

图2是本发明的波位表交错编排的样式图。

图3是本发明的一实施例产生的波位表在正弦坐标系下的编排图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明利用波束宽度在正弦空间下的不变性，将空域转换到正弦空间，波位在正弦空间下均匀排列，由波束宽度得到每个波位之间的行间距和列间距，然后利用算得的行间距和列间距，使波位均匀的覆盖整个空域范围，从而形成整个空域范围的波位表，如图1所示，具体包括以下步骤，

步骤(1)，用户在修正球坐标系下选定任意的扫描空域；

\{\begin{matrix} T_{x} = \cos (E_{l}) \sin (A_{z}) \\ T_{y} = \sin (E_{l}) \cos (E_{p}) - \cos (E_{l}) \cos (A_{z}) \sin (E_{p}) \end{matrix}

\{\begin{matrix} E_{l} = \arcsin (T_{y} \cos (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \sin (E_{p})) \\ A_{z} = \arctan (\frac{T_{x}}{- T_{y} \sin (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \cos (E_{p})}) \end{matrix}

(1)

其中，Ep为扫描空域的阵面俯仰角；

步骤(3)，根据用户设置的波束宽度，确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距，如图2所示，为正弦坐标系下波位排列示意图，交错排列，行间距＝0.86*列间距，行间距为0.86*sinθ*1000，列间距为sinθ*1000其中θ为用户设置的波束宽度，这里确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距的准则是保证3dB覆盖率达到90％；

步骤(4)，根据正弦空域的范围、相邻波位之间的行间距和列间距，确定整个正弦区域的波位编排，在整个正弦空域，波位号按照计算得的行间距和列间距均匀排列，布满整个正弦空域范围，从而得到每个波位的波位号、行号、列号和坐标值，产生波位表，如图3所示的一实施例，波位表在修正球下的覆盖范围为：方位-45°～+45°，俯仰20°～70°；

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(1)，用户在修正球坐标系下选定任意的扫描空域；

\{\begin{matrix} T_{x} = \cos (E_{l}) \sin (A_{z}) \\ T_{y} = \sin (E_{l}) \cos (E_{p}) - \cos (E_{l}) \cos (A_{z}) \sin (E_{p}) \end{matrix}

\{\begin{matrix} E_{l} = \arcsin (T_{y} \cos (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \sin (E_{p})) \\ A_{z} = \arctan (\frac{T_{x}}{- T_{y} \sin (E_{p}) + \sqrt{1 - T_{x}^{2} - T_{y}^{2}} \cos (E_{p})}) \end{matrix} - - - (1)

其中，Ep为扫描空域的阵面俯仰角；

2.根据权利要求1所述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(3)根据用户设置的波束宽度，确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距的方法为，行间距为0.86*sinθ*1000，列间距为sinθ*1000其中θ为用户设置的波束宽度。

3.根据权利要求1或2所述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(3)确定正弦坐标系下相邻波位之间的行间距和列间距的准则是保证3dB覆盖率达到90％。

4.根据权利要求1或2所述的一种相控阵雷达空域交错波位编排的方法，其特征在于：步骤(4)，根据正弦空域的范围、相邻波位之间的行间距和列间距，确定整个正弦区域的波位编排的过程为在整个正弦空域，波位号按照计算得的行间距和列间距均匀排列，布满整个正弦空域范围。