CN112417682A - 天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线测量技术领域，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置，包括：获取天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；根据所述远场辐射功率数据集，合理选定待拟合参数，建立远场辐射参数模型；确定待拟合参数初值，并根据间接平差理论计算参数初值的改正量；在所述改正量满足预设阈值条件时，根据改正量和参数初值确定参数拟合结果。本发明的拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，尤其是圆口径天线，可以准确地刻画圆口径天线远场辐射特性。

Description

天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置

技术领域

本发明涉及天线测量技术领域，尤其涉及一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置。

背景技术

圆形口径天线在许多领域都有广泛的应用。在航天测控领域，几乎所有地面站天线和航天器高增益天线都会采用圆形口径设计。圆形口径天线的远场辐射特性具有旋转对称性，理论辐射方向图也有形式简单的解析表达。

对于已经设计、制造、装配完成的天线，通常会采用实测方式获取其远场辐射功率，以确认天线的增益性能、波束宽度、电轴偏差等关键特性。有时还需要根据天线的辐射特性，进一步进行其他复杂的积分计算，例如计算天线指向接近某些天体(月球、太阳、火星等)时引起的接收噪声温度增量。然而，由于实测功率数据存在测量误差，且分辨率有限，不便于准确、直接地量化其辐射特性；此外，含有误差的离散测量数据也不利于实现高精度积分计算。为此，需要选定合适参数构建天线辐射模型，基于实测数据采用最优估计方法对模型参数进行估计，用以刻画天线远场辐射特性，亦方便其他复杂计算使用。

工程中较为关心的是天线半功率波束宽度这一量级范围内的辐射特性。对圆形口径天线，许多文献和实践中(在精度要求不高的情况下)经常采用二次函数模型拟合上述范围内的远场辐射功率数据集，其优点是模型简单、计算方便；但由于圆形口径天线的理论辐射特性并非抛物线形状，采用二次函数模型无法准确拟合，导致拟合后残差较大，求得的辐射模型与实测方向图存在差异。换言之，采用二次函数模型进行参数拟合所得的增益特性、电轴偏差等并不准确，若利用得到的辐射模型进行其他积分计算，计算结果也将存在一定误差。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置，以解决传统方法精度低的问题。

本发明实施例的第一方面，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，包括：

确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；

根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型；

确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量；

在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

可选的，所述确定天线的远场辐射功率数据集，包括：

获取天线在所述扫描角度θ_0n处的远场辐射功率的测量值P_0n，n＝1,2,…,N；根据

{(θ_i,P_i)|(θ_i,P_i)∈{(θ_0n,P_0n)},P_i≥max(P_0n)-10}

确定所述远场辐射功率数据集；其中，i＝1,2,…,I，I≤N。

可选的，所述根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型，包括：

确定待拟合参数k、α和C，所述远场辐射功率数据集中的功率值P_i与对应的扫描角度θ_i满足下式：

其中，v_i为测量和模型误差，J₁为一阶贝塞尔函数，k为表征天线波束宽度的因子，α为所述天线的视轴方向对应的角度，C为所述天线的远场辐射功率的最大值；所述待拟合参数构成参数向量X＝[k,α,C]^T。

可选的，所述确定所述待拟合参数的初值，包括：

通过

确定所述参数向量X的初值，得到向量初值X₀；其中，D为所述天线的口径，λ为所述天线的工作波长，P_i为所述远场辐射功率数据集中的功率值。

可选的，所述根据间接平差理论计算所述初值的改正量，包括：

计算所述远场辐射参数模型对所述参数向量在所述向量初值X₀处的Jacobi矩阵B：

其中，

其中，J₂为二阶贝塞尔函数；

根据间接平差理论，通过

确定所述向量初值的改正量

其中，l为所述远场辐射功率数据集中的功率值与基于所述远场辐射参数模型计算的近似值之差，公式如下：

其中，P₁,P₂,...,P_I均为所述远场辐射功率数据集中的功率值，θ₁,θ₂,...,θ_I分别为P₁,P₂,...,P_I对应的所述扫描角度。

可选的，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还包括：

在所述改正量不满足预设阈值条件时，取

作为新的初值X'₀，X₀为所述待拟合参数的初值；

根据间接平差理论计算所述新的初值X'₀的改正量

在改正量

满足所述预设阈值条件时，根据

确定所述参数拟合结果

否则，迭代计算直至改正量

满足所述预设阈值条件。

可选的，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还包括：

根据

确定所述参数拟合结果的中误差，其中，

为所述向量初值的改正量，I为所述远场辐射功率数据集的元素总数，B为所述远场辐射参数模型对所述参数向量X在向量初值X₀处的Jacobi矩阵，l为所述远场辐射功率数据集中的功率值与基于所述远场辐射参数模型计算的近似值之差。

本发明实施例的第二方面，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置，包括：

数据集确定模块，用于确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；

辐射模型建立模块，用于根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型；

改正量计算模块，用于确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量；

拟合结果确定模块，用于在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

本发明实施例的第三方面，提供一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例的第一方面提供的任一项所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例的第一方面提供的任一项所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的步骤。

本发明实施例的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法和装置与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明主要针对圆口径天线的远场辐射理论特性，合理选定待拟合参数，并建立其远场辐射功率的参数模型，并采用间接平差算法进行参数估计，得到参数拟合结果，本发明的拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，可以较为准确地刻画圆口径天线远场辐射特性，适应于天线指向偏差标定或其他相关复杂计算场景对远场高精度辐射模型建立和求解的需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种圆口径天线在不同扫描角度下的远场增益数据图示；

图3是本发明实施例提供的采用本实施例方法进行圆口径天线的远场辐射数据的参数拟合的结果图示和残差图示；

图4是本发明实施例提供的采用传统方法进行圆口径天线的远场辐射数据的参数拟合的结果图示和残差图示；

图5是本发明实施例提供的一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，为本实施例提供的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的一个实施例实现流程示意图，详述如下：

步骤S101，确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应。

本发明主要对圆口径天线的远场辐射功率数据进行参数拟合，构建天线辐射特性的参数模型，刻画天线辐射场、电轴偏差等关键特性，可用于天线指向偏差标定，所得模型可用于进行与天线辐射特性相关的其他复杂计算。

在实际应用中，天线的辐射特性通常是通过对天线方向图的一个或多个切面测量得到。在圆口径天线辐射特性旋转对称的基本前提下，参数拟合实际上是对单个切面的一维测量数据的拟合。此外，实际应用的圆口径天线通常波束较窄(一般小于1°)，其远场理论方向图表达式中的sinθ可以近似为θ，近似误差在工程关心的半功率波束宽度尺度上可以忽略。

具体的，设圆口径天线的口径为D(m)，工作波长为λ(m)，其远场辐射功率在θ_0n角度处的测量值为P_0n(n＝1,2,…,N)，其中θ_0n的单位为度(°)，P_0n的单位为dBm(或换算为增益，单位为dBi)。

在一个实施例中，步骤S101所述的获取天线的远场辐射功率数据集的具体实现流程可以包括：

首先，获取天线在所述扫描角度θ_0n处的远场辐射功率的测量值P_0n，n＝1,2,…,N。

然后，根据

{(θ_i,P_i)|(θ_i,P_i)∈{(θ_0n,P_0n)},P_i≥max(P_0n)-10}

确定所述远场辐射功率数据集；其中，i＝1,2,…,I，I≤N。

选取满足预设条件的测量值P_i，可以更加精准地建立模型，提高参数拟合精度。

步骤S102，根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型。

远场辐射参数模型为天线的远场辐射功率模型，以确认天线的增益特性、波束宽度、电轴偏差等关键特性。应理解，在模型中需要有多个参数约束功率与对应角度的关系，使建立的远场辐射参数模型更加准确，例如天线波束宽度、天线的视轴方向对应的角度、天线的远场辐射功率的最大值等等，本实施例选定上述特征参数，基于圆口径天线的理论方向图和窄波束情况下的角度近似建立参数模型，通过参数拟合估计，确定最佳的参数值，从而更加精准地逼近实际的辐射特性。

在一个实施例中，步骤S102所述的根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型的具体实现流程可以包括：

确定待拟合参数k、α和C，所述远场辐射功率数据集中的功率值P_i与对应的扫描角度θ_i满足下式：

其中，v_i为测量和模型误差，J₁为一阶贝塞尔函数，k为表征天线波束宽度的因子，α为所述天线的视轴方向对应的角度，C为所述天线的远场辐射功率的最大值；所述待拟合参数构成参数向量X＝[k,α,C]^T，即k、α和C这三个参数是为了拟合天线远场辐射功率数据而选定的模型参数，其中，参数k越大，天线波束越窄。

目前，工程上常用二次函数去近似地拟合圆口径天线的辐射功率数据，计算简单，但拟合效果不好，因为圆口径天线的辐射特性并不严格符合二次函数规律。因此，本实施例结合一阶贝塞尔函数构建圆口径天线的远场辐射参数模型，采用间接平差算法估计模型参数，使之更加精准地逼近实际的辐射特性。

步骤S103，确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量。

具体的，本实施例可以根据天线的基本参数对待拟合参数进行初始化，得到参数初值；基于参数初值进行参数估计，即本实施例采用间接平差算法确定参数初值的改正量，对参数初值进行更新，保证参数的精准性。

可选的，步骤S103中所述的确定所述待拟合参数的初值，包括：

通过

确定所述参数向量X的初值，得到向量初值X₀；其中，D为所述天线的口径，λ为所述天线的工作波长，P_i为所述远场辐射功率数据集中的功率值。

本实施例根据天线的基本参数，例如根据口径和工作波长对待拟合参数进行初始化，使得初始参数更加接近最终拟合结果，降低计算量，提高收敛速度，保证参数拟合的准确、高效。

可选的，步骤S103中所述的根据间接平差理论计算所述初值的改正量的具体实现流程可以包括：

先，计算所述远场辐射参数模型对所述参数向量在所述向量初值X₀处的Jacobi矩阵B：

其中，

其中，J₂为二阶贝塞尔函数，I为所述远场辐射功率数据集的元素总数，α₀为所述天线的视轴方向对应的角度的初值，k₀表征天线波束宽度的因子的初值，C₀为所述天线的远场辐射功率的最大值的初值。

然后，根据间接平差理论，通过

确定所述向量初值X₀的改正量

其中，l为所述远场辐射功率数据集中的功率值与基于所述远场辐射参数模型计算的近似值之差，公式如下：

其中，P₁,P₂,...,P_I均为所述远场辐射功率数据集中的功率值，θ₁,θ₂,...,θ_I分别为P₁,P₂,...,P_I对应的所述扫描角度。

本实施例通过上述间接平差理论确定的参数初值的改正量更加精准，保证了参数拟合的准确性和精准性。

步骤S104，在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

本实施例在初始化拟合参数之后，通过间接平差理论计算参数初值的改正量，并迭代求解直至收敛。具体的，本实施例确定改正量

的每个元素是否满足预设阈值条件，例如判断改正量

中每个元素的绝对值与门限Tol的大小，若

退出迭代，根据所述改正量参数初值确定参数拟合结果。例如，将

确定为参数的最终值，即参数拟合结果。可选的，本实施例可以根据收敛精度需求设定预设阈值条件，例如Tol＝1×10^-5。

可选的，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还可以包括：

在所述改正量不满足预设阈值条件时，取

作为新的初值X'₀，X₀为所述待拟合参数的初值。

根据间接平差理论计算所述新的初值X'₀的改正量

在改正量

满足所述预设阈值条件时，根据

确定所述参数拟合结果

否则，迭代计算直至改正量

满足所述预设阈值条件。

具体的，取

作为新的向量初值X₀'，更新计算远场辐射参数模型对参数向量X在向量初值X₀处的Jacobi矩阵B，以及远场辐射功率数据集中的功率值与基于远场辐射参数模型求得的近似值之差l，从而得到新的改正量

若不满足所述预设阈值条件

则重复上述步骤，直至满足后停止迭代，得到参数向量X的最终估计值：

其中，

的第1、2、3元素，即参数k、α和C的最终估计值。

在一个实施例中，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还可以包括：

根据

确定所述参数拟合结果的中误差，完成精度评定，该矩阵对角线的第1、2、3元素，即为参数k、α和C估计值的中误差；其中，

为向量初值的改正量，I为远场辐射功率数据集的元素总数，B为远场辐射参数模型对参数向量X在向量初值X₀处的Jacobi矩阵，l为远场辐射功率数据集中的功率值与基于远场辐射参数模型计算的近似值之差。

本发明针对圆口径天线远场辐射理论特性，结合工程实际，建立其辐射功率数据的参数模型，采用间接平差算法估计得到相关参数，并评定估计精度，拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，可以较为准确地刻画圆口径天线远场辐射特性，适应于天线指向偏差标定或其他相关复杂计算场景对远场高精度辐射模型建立和求解的需求。

示例性的，以下结合某航天器的X频段(波长0.036m)、4.2m圆口径天线的远场功率(实际为增益)数据为例，对本发明的具体实施方式作进一步说明。

图2所示为该4.2m圆口径天线的远场增益数据，横轴为角度，纵轴为天线增益(dBi)，共33点数据。图示中，增益数据对应角度的范围为-0.8°至+0.8°，最大增益为46.0511(dBi)，位置大约在-0.1°(电轴偏差约-0.1°)。基于该数据，按照如下流程进行参数拟合。

Step1：从原测量数据中筛选符合条件的数据，记为{(θ_i,P_i)}(i＝1,2,…,I)，筛选条件如下：

P_i≥max(P_0n)-10＝36.0511。

经筛选所得的数据已在图1中用圆圈示出，共计24个，即I＝24。

Step2：建立圆口径天线远场辐射参数模型，

远场辐射参数模型的三个参数k、α和C构成参数向量X：

X＝[k α C]^T。

Step3：确定参数向量X的初值X₀：

Step4：计算测量模型对参数向量X在X₀处的Jacobi矩阵B，即：

其中，

Step5：根据间接平差理论，利用如下公式，求解参数向量X的改正量

其中，l的计算公式如下：

Step6：参数估计，迭代求解直至收敛。根据改正量

的计算公式，第一次求解得到

设定收敛门限Tol为1×10^-5，因

取

作为新的初值X₀，更新计算Step4、Step5中的B、l，计算对应新的初值的改正量。重复上述判断和计算，表1所示为逐次迭代求解得到的改正量及其分量最大值。第4次迭代计算达到收敛条件，迭代结束，得到参数k、α和C的最终估计值：

k＝4.4492

α＝-0.0814。

C＝46.0332

表1逐次迭代求解得到的改正量及其分量最大值

Step7：完成精度评定。按照下式计算所估参数的中误差：

该矩阵对角线的第1、2、3元素，为参数k、α和C估计值的中误差，如下：

1.0σ_k＝0.0036

1.0σ_α＝0.0003。

1.0σ_C＝0.0074

图3为本实施例拟合方法对该天线远场增益数据的拟合效果的图示，黑色数据点(左轴)所示为用于参数拟合的远场辐射功率数据集，虚线(左轴)所示为拟合得到的曲线，“+”数据点(右轴)所示为拟合后残差情况。作为对比，图4所示为常用的二次函数拟合结果，可以看出：本实施例的拟合结果更加贴合实测数据，拟合后残差(中误差约0.03dBi)较二次函数拟合后残差(中误差约0.13dBi)显著减小。

上述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法中，主要针对圆口径天线的远场辐射理论特性，合理选定待拟合参数，建立其远场辐射功率的参数模型，采用间接平差算法进行参数估计，得到参数拟合结果。本发明的拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，可以较为准确地刻画圆口径天线远场辐射特性，适应于天线指向偏差标定或其他相关复杂计算场景对远场高精度辐射模型建立和求解的需求。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，本实施例提供了一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置。具体参见图5，为本实施例中天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置的结构示意图。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

所述远场辐射功率数据的参数拟合装置主要包括：数据集确定模块110、辐射模型建立模块120、改正量计算模块130和拟合结果确定模块140。

数据集确定模块110用于确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对。

辐射模型建立模块120用于根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型。

改正量计算模块130用于确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量。

拟合结果确定模块140用于在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

上述天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置，主要针对圆口径天线的远场辐射理论特性，合理选定待拟合参数，并建立其远场辐射功率的参数模型，并采用间接平差算法进行参数估计，得到参数拟合结果，本发明的拟合方法适应性强、估计准确、收敛迅速，可以较为准确地刻画圆口径天线远场辐射特性，适应于天线指向偏差标定或其他相关复杂计算场景对远场高精度辐射模型建立和求解的需求。

本实施例还提供了一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置100的示意图。如图6所示，该实施例的天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置100包括：处理器150、存储器160以及存储在所述存储器160中并可在所述处理器150上运行的计算机程序161，例如天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的程序。

其中，处理器150在执行存储器160上所述计算机程序161时实现上述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器150执行所述计算机程序161时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块110至140的功能。

示例性的，所述计算机程序161可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器160中，并由所述处理器150执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序161在所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100中的执行过程。例如，所述计算机程序161可以被分割成数据集确定模块110、辐射模型建立模块120、改正量计算模块130和拟合结果确定模块140，各模块具体功能如下：

数据集确定模块110用于确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对。

辐射模型建立模块120用于根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型。

改正量计算模块130用于确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量。

拟合结果确定模块140用于在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100可包括，但不仅限于处理器150、存储器160。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置100的示例，并不构成对天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器150可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器160可以是所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100的内部存储单元，例如天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置100的硬盘或内存。所述存储器160也可以是所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100的外部存储设备，例如所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器160还可以既包括所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器160用于存储所述计算机程序以及所述远场辐射功率数据的参数拟合装置100所需的其他程序和数据。所述存储器160还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模型的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，包括：

确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；

根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型；

确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量；

在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

2.如权利要求1所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述确定天线的远场辐射功率数据集，包括：

获取天线在所述扫描角度θ_0n处的远场辐射功率的测量值P_0n，n＝1,2,…,N；

根据

{(θ_i,P_i)|(θ_i,P_i)∈{(θ_0n,P_0n)},P_i≥max(P_0n)-10}

确定所述远场辐射功率数据集；其中，i＝1,2,…,I，I≤N。

3.如权利要求1所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型，包括：

确定待拟合参数k、α和C，所述远场辐射功率数据集中的功率值P_i与对应的扫描角度θ_i满足下式：

其中，v_i为测量和模型误差，J₁为一阶贝塞尔函数，k为表征天线波束宽度的因子，α为所述天线的视轴方向对应的角度，C为所述天线的远场辐射功率的最大值；所述待拟合参数构成参数向量X＝[k,α,C]^T。

4.如权利要求3所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述确定所述待拟合参数的初值，包括：

通过

确定所述参数向量X的初值，得到向量初值X₀；其中，D为所述天线的口径，λ为所述天线的工作波长，P_i为所述远场辐射功率数据集中的功率值。

5.如权利要求4所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述根据间接平差理论计算所述初值的改正量，包括：

计算所述远场辐射参数模型对所述参数向量在所述向量初值X₀处的Jacobi矩阵B：

其中，

其中，J₂为二阶贝塞尔函数；

根据间接平差理论，通过

确定所述向量初值的改正量

其中，l为所述远场辐射功率数据集中的功率值与基于所述远场辐射参数模型计算的近似值之差，公式如下：

其中，P₁,P₂,...,P_I均为所述远场辐射功率数据集中的功率值，θ₁,θ₂,...,θ_I分别为P₁,P₂,...,P_I对应的所述扫描角度。

6.如权利要求1所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还包括：

在所述改正量不满足预设阈值条件时，取

作为新的初值X′₀，X₀为所述待拟合参数的初值；

根据间接平差理论计算所述新的初值X′₀的改正量

在改正量

满足所述预设阈值条件时，根据

确定所述参数拟合结果

否则，迭代计算直至改正量

满足所述预设阈值条件。

7.如权利要求5所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法，其特征在于，所述天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法还包括：

根据

确定所述参数拟合结果的中误差，其中，

为所述向量初值的改正量，I为所述远场辐射功率数据集的元素总数，B为所述远场辐射参数模型对所述参数向量X在向量初值X₀处的Jacobi矩阵，l为所述远场辐射功率数据集中的功率值与基于所述远场辐射参数模型计算的近似值之差。

8.一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置，其特征在于，包括：

数据集确定模块，用于确定天线的远场辐射功率数据集，所述远场辐射功率与所述天线的扫描角度一一对应；

辐射模型建立模块，用于根据所述远场辐射功率数据集确定待拟合参数，并建立远场辐射参数模型；

改正量计算模块，用于确定所述待拟合参数的初值，并根据间接平差理论计算所述初值的改正量；

拟合结果确定模块，用于在所述改正量满足预设阈值条件时，根据所述改正量和所述初值确定参数拟合结果。

9.一种天线的远场辐射功率数据的参数拟合装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的天线的远场辐射功率数据的参数拟合方法的步骤。

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