CN108021037B - 三元组目标阵列近场效应修正方法 - Google Patents

三元组目标阵列近场效应修正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种三元组目标阵列近场效应修正方法，包括以下步骤：步骤一：对阵列三元组精度进行校准，分别对水平及垂直方向位置精度进行测量；步骤二：根据步骤一的测量结果得到水平及垂直方向修正函数的权值量；步骤三：根据加权值，得出水平修正函数及垂直修正函数；步骤四：根据目标在阵列上位置，找出对应三元组，计算出目标点在三元组内精确归一化位置；步骤五：在三元组内精确位置上，计算得到目标在三元组中新的归一化坐标位置；步骤六：得到三元组三个喇叭天线的能量值。本发明能够解决三元组近场效应引起的辐射中心理想位置与实际位置存在偏差的问题。

Description

三元组目标阵列近场效应修正方法
技术领域
本发明涉及一种修正方法，具体地，涉及一种三元组目标阵列近场效应修正方法。
背景技术
半实物仿真系统是在试验室中模拟目标信号并对制导控制系统进行分析验证的系统。半实物仿真系统对减少研发成本，缩短研制周期、提供研制水平起着不可或缺的作用。
半实物仿真试验系统是一个大型复杂的系统，其重要组成部分的三元组阵列系统用于模拟电磁环境，辐射目标信号。天线阵列主要由相邻的天线三元组组成，每个三元组由处于等边三角形三个顶点上的喇叭天线组成。目标反射的雷达信号是通过天线三元组进行射频辐射来模拟的，目标在三元组中的位置称为辐射中心。辐射中心在三元组内的位置是通过控制三元组的三个天线辐射信号的相对振幅和相位来控制的。在目标阵列中，对三元组中每个天线发射信号的相位进行控制，使三个信号在转台框架轴线交点处的相位相等，而三元组三个辐射信号的振幅是可变量，用来确定辐射中心的位置。按上述条件，经过近似，得到三元组辐射中心角度控制的公式，即“幅度重心公式”。由于控制公式经过近似得到(相位误差近似均为0，所有角度的正切和正弦值都可以近似为角度值本身(以弧度值计)，而所有的余弦值都可近似为1)，这就使得辐射中心的理想位置与实际位置存在偏差。此种由控制方法引起的目标位置精度存在误差的现象称为射频目标阵列近场效应。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种三元组目标阵列近场效应修正方法，其能够解决三元组近场效应引起的辐射中心理想位置与实际位置存在偏差的问题。
根据本发明的一个方面，提供一种三元组目标阵列近场效应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对阵列三元组精度进行校准，分别对水平及垂直方向位置精度进行测量；
步骤二：根据步骤一的测量结果得到水平及垂直方向修正函数的权值量；
步骤三：根据加权值，得出水平修正函数及垂直修正函数；
步骤四：根据目标在阵列上位置，找出对应三元组，计算出目标点在三元组内精确归一化位置；
步骤五：在三元组内精确位置上，计算得到目标在三元组中新的归一化坐标位置；
步骤六：将新的坐标送三元组能量计算函数，得到三元组三个喇叭天线的能量值，通过此能量值控制三个喇叭天线的信号输出即可对三元组由近场效应引起的误差进行修正。
优选地，所述步骤一对每个等分点进行精度测量。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明能够实现目标阵列近场效应修正，提高目标控制精度50％。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明三元组目标阵列近场效应修正方法的原理图。
图2为垂直误差分布的结构示意图。
图3为水平误差分布的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1至图3所示，本发明三元组目标阵列近场效应修正方法包括以下步骤：
步骤一：对阵列三元组精度进行校准，分别对水平及垂直方向位置精度进行测量，因三元组近场效应分布特性，测量点选取如图1中矩形区域进行测量，对水平及垂直的每条直线进行等分，对每个等分点进行精度测量，一般选取间隔0.05度的点进行测量。
步骤二：根据步骤一的测量结果可得到水平及垂直方向修正函数的权值量。在垂直方向上，如图2图所示，在矩形区域内误差分布为正弦函数，在垂直y方向1/4处及3/4处误差最大，取此值的绝对值作为垂直方向修正函数的权值量k2。在水平方向上，如图3所示，误差分布也符合正弦函数规律，但函数幅度值随y值变化而变化，矩形上下两条边幅度最大，矩形中间误差幅度最小，因修正过程在计算三元组内点位置时修正，在三元组上半部分误差较小，在测量精度附近，因此只对三元组下半部分水平误差进行修正，水平误差修正函数权值为k1＝a*y+b，权值随y值增大而线性减小。
步骤三：根据加权值，得出水平修正函数X(x)及垂直修正函数Y(y)，如下式(1)和(2)：
X(x)＝k1*sin(2πx)……(1)
Y(y)＝k2*sin(2πy)……(2)
其中，k1＝a*y+b,k2＝常数。a,b为常数。x,y为三元组内归一化坐标值。
步骤四：根据目标在阵列上位置，找出对应三元组，计算出目标点在三元组内精确归一化位置(x,y)；
步骤五：在三元组内精确位置上，分别将公式(1)及公式(2)的修正函数代入公式(3)及公式(4)中，计算得到目标在三元组中新的归一化坐标位置(X,Y).
X＝x+X(x)……(3)
Y＝y+Y(y)……(4)
步骤六：将新的坐标(X,Y)送三元组能量计算函数，得到三元组三个喇叭天线的能量值，通过此能量值控制三个喇叭天线的信号输出即可对三元组由近场效应引起的误差进行修正。
综上所述，实际目标位置点与理想目标位置点的误差可极大的减小，阵列近场效应得到修正，提高目标控制精度50％以上；本发明能够减少了表格查询时间，提高了仿真算法速度，因修正过程中使用的加权值为校准过程中得到，使阵列修正能更准确契合实际位置偏差情况，相比于传统理论计算修正表格的方法，更符合实际阵列情况。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (2)

1.一种三元组目标阵列近场效应修正方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对阵列三元组精度进行校准，分别对水平及垂直方向位置精度进行测量；
步骤二：根据步骤一的测量结果得到水平及垂直方向修正函数的权值量，只对三元组下半部分水平误差进行修正，水平误差修正函数权值为k1＝a*y+b，权值随y值增大而线性减小；
步骤三：根据加权值，得出水平修正函数X(x)及垂直修正函数Y(y)，如下式(1)和(2)：
X(x)＝k1*sin(2πx)……(1)
Y(y)＝k2*sin(2πy)……(2)
其中，k1＝a*y+b,k2＝常数；a,b为常数；x,y为三元组内归一化坐标值；
步骤四：根据目标在阵列上位置，找出对应三元组，计算出目标点在三元组内精确归一化位置(x,y)；
步骤五：在三元组内精确位置上，分别将公式(1)及公式(2)的修正函数代入公式(3)及公式(4)中，计算得到目标在三元组中新的归一化坐标位置(X,Y).
X＝x+X(x)……(3)
Y＝y+Y(y)……(4)；
步骤六：将新的坐标(X,Y)送三元组能量计算函数，得到三元组三个喇叭天线的能量值，通过此能量值控制三个喇叭天线的信号输出即可对三元组由近场效应引起的误差进行修正。
2.根据权利要求1所述的三元组目标阵列近场效应修正方法，其特征在于，所述步骤一对每个等分点进行精度测量。
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