CN116108703A - 应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法及装置,仿真非平面天线罩模型,对得到的多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值,以确定目标拟合多项式,以基于此修正非平面天线罩的波束指向值。该方式通过对非平面天线罩模型进行仿真获取初始拟合多项式,只需要结合少量的实测波束指向值,即可形成最终的目标拟合多项式,根据该目标拟合多项式进行计算即可实现全频域全扫描空域内的波束指向值的修正,提高了对非平面天线罩的波束指向值的修正效率。
Description
技术领域
本发明涉及雷达技术领域,尤其是涉及一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法及装置。
背景技术
在雷达系统中,天线罩是不可或缺的零部件,常用平面均匀天线罩,但是在运动载体平台上,如飞机、导弹、舰船等载体平台对气动要求较高的情况下,常使用流线形状的非平面天线罩。由于非平面天线罩对不同频点、不同扫描角度处的响应不相同,即雷达系统的按某特定指向布相,但是雷达阵面实际的波束指向与其有偏差,与工作频点、扫描空域、天线罩形状等相关,需要对其雷达波束指向进行修正、补偿。
常用的补偿方式是在暗室里测试不同频点、不同扫描角度(方位面、俯仰面)下波束指向值,建立修正补偿表格,波束调度时,通过读表查表,确定所需的修正补偿值。这种方法的缺点是测试工作量极大,需要将所有工作频点、大量扫描角度组合,测试工作量极大。另外,即使测试完成,获得对应的修正补偿表格数据量也非常大,通过读表查表寻找补偿值的速度会大大降低,将很难满足系统要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于非平面天线罩波束指向的快速修正方法及装置,以提高对非平面天线罩波束指向值的修正效率。
本发明提供的一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,方法包括:对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
进一步的,每个仿真波束指向值包括仿真方位值和仿真俯仰值;对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式的步骤包括:对每个仿真方位值进行多项式拟合,得到初始方位面拟合多项式;对每个仿真俯仰值进行多项式拟合,得到初始俯仰面拟合多项式;将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为初始拟合多项式。
进一步的,每个第二离散参数组合中包括:第一离散频域值、第一方位空域离散值和第一俯仰空域离散值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值的步骤包括:将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一方位空域离散值代入初始方位面拟合多项式,得到多个预测方位值;将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一俯仰空域离散值代入初始俯仰面拟合多项式,得到多个预测俯仰值;基于多个预测方位值和多个预测俯仰值确定多个预测波束指向值。
进一步的,每个预测波束指向值包括预测方位值和预测俯仰值;每个实测波束指向值包括实测方位值和实测俯仰值;基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值的步骤包括:针对每个第二离散参数组合,计算该第二离散参数组合对应的实测方位值与预测方位值的无穷范数,得到第一无穷范数结果;计算该第二离散参数组合对应的实测俯仰值与预测俯仰值的无穷范数,得到第二无穷范数结果;根据第一无穷范数、第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
进一步的,根据第一无穷范数、第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式确定波束指向修正值的步骤包括:如果每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数;将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式确定波束指向修正值;如果至少一个第二离散参数组合对应的第一无穷范数不满足第一预设指标,和/或,第二无穷范数不满足第二预设指标,将多个实测波束指向值与多个仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值;重复执行对多个仿真波束指向值进行多项式拟合的步骤,直至每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数。
进一步的,将多个实测波束指向值与多个仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值的步骤包括:如果指定实测波束指向值对应的指定第二离散参数组合与指定仿真波束指向值对应的指定第一离散参数组合相同,将指定实测波束指向值替换指定仿真波束指向值。
进一步的,每个第一离散参数组合包括第二离散频域值、第二方位空域离散值和第二俯仰空域离散值;多个第二离散频域值中至少包括雷达系统的工作带宽的最小值和最大值;多个第一离散频域值包含于多个第二离散频域值;多个第二方位空域离散值至少包括方位面扫描空域的边界值;多个第二俯仰空域离散值至少包括俯仰面扫描空域的边界值。
本发明提供的一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置,其特征在于,装置包括:仿真模块,用于对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;拟合模块,用于对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取模块,用于获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;第一确定模块,用于基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;第二确定模块,用于基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
本发明提供的一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器存储有能够被处理器执行的机器可执行指令,处理器执行机器可执行指令以实现上述任一项的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法。
本发明提供的一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质存储有机器可执行指令,该机器可执行指令在被处理器调用和执行时,机器可执行指令促使处理器实现上述任一项的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法。
本发明提供的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法及装置,对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。该方式通过对非平面天线罩模型进行仿真获取初始拟合多项式,只需要结合少量的实测波束指向值,即可形成最终的目标拟合多项式,根据该目标拟合多项式进行计算即可实现全频域全扫描空域内的波束指向值的修正,提高了对非平面天线罩的波束指向值的修正效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的另一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法的流程图;
图3为本发明实施例提供的一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
相关技术中,对其雷达波束指向进行修正、补偿的常用的补偿方式是在暗室里测试不同频点、不同扫描角度(方位面、俯仰面)下波束指向值,建立修正补偿表格,波束调度时,通过读表查表,确定所需的修正补偿值。这种方法的缺点是测试工作量极大,需要将所有工作频点、大量扫描角度组合,测试工作量极大。另外,即使测试完成,获得对应的修正补偿表格数据量也非常大,通过读表查表寻找补偿值的速度会大大降低,将很难满足系统要求。基于此,本发明实施例提供了一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法及装置,该技术可以应用于需要对非平面天线罩的波束指向值进行修正的应用中。
为便于对本实施例进行进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法进行介绍,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S102,对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值。
上述非平面天线罩是一种用于保护雷达天线免受外部环境影响的结构物,该非平面天线罩是流线形状的,可以适用于如飞机、导弹、舰船等载体平台对气动要求较高的应用中;上述第一离散参数组合中通常包括一离散频域值、一方位空域离散值和一俯仰空域离散值,即每个第一离散参数组合中包括三个变量;在实际实现时,可以预先构建非平面天线罩模型,预先设置多个第一离散参数组合,对该非平面天线罩模型依次施加每个第一离散参数组合,并进行电磁仿真,得到每个第一离散参数组合对应的离散频域、空域点的波的仿真波束指向值。
具体的,假设离散频域点(对应上述离散频域值)共有个,计作,方位空域离散点(对应上述方位空域离散值)共有个,计作,俯仰空域离散点(对应上述俯仰空域离散值)共有个,计作,获取对应频域和空域离散点的仿真波束指向值。
步骤S104,对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式。
可以根据上述获取到的多个仿真波束指向值,进行多项式拟合,具体拟合方式可以参考现有技术,如最小二乘法等,在此不再赘述;拟合后可以得到初始拟合多项式。
步骤S106,获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值。
上述第二离散参数组合中通常也包括一离散频域值、一方位空域离散值和一俯仰空域离散值;第二离散参数组合可能与第一离散参数组合相同或不同。在实际实现时,可以对非平面天线罩进行实物测试,在频域和空域离散取点,得到多个第二离散参数组合,按照每个第二离散参数组合对非平面天线罩进行实测,得到多个实测波束指向值。
步骤S108,基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值。
在实际实现时,可以将上述多个第二离散参数组合代入初始拟合多项式中,计算得到每个第二离散参数分别对应的预测波束指向值。
步骤S110,基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
可以根据上述多个预测波束指向值和多个实测波束指向值,对初始拟合多项式的系数进行确认或调整,得到最终确定的目标拟合多项式,该目标拟合多项式的拟合曲线的误差可控,后续可以应用该目标拟合多项式确定平面天线罩的波束指向值的修正值。
上述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。该方式通过对非平面天线罩模型进行仿真获取初始拟合多项式,只需要结合少量的实测波束指向值,即可形成最终的目标拟合多项式,根据该目标拟合多项式进行计算即可实现全频域全扫描空域内的波束指向值的修正,提高了对非平面天线罩的波束指向值的修正效率。
本发明提供了另一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,该方法在上述实施例方法的基础上实现,该方法中,每个仿真波束指向值包括仿真方位值和仿真俯仰值;每个第二离散参数组合中包括:第一离散频域值、第一方位空域离散值和第一俯仰空域离散值;每个预测波束指向值包括预测方位值和预测俯仰值;每个实测波束指向值包括实测方位值和实测俯仰值;每个第一离散参数组合包括第二离散频域值、第二方位空域离散值和第二俯仰空域离散值;
多个第二离散频域值中至少包括雷达系统的工作带宽的最小值和最大值;多个第一离散频域值包含于多个第二离散频域值;多个第二方位空域离散值至少包括方位面扫描空域的边界值;多个第二俯仰空域离散值至少包括俯仰面扫描空域的边界值。即本实施例中,假设多个第一离散参数组合中,仿真的离散频域点共有个,则个离散频域点需要覆盖雷达系统的工作带宽;假设仿真的方位空域离散点和俯仰空域离散点分别为个,则个方位空域离散点同样要覆盖雷达系统的方位面扫描空域,个俯仰空域离散点同样需要覆盖雷达系统的俯仰面扫描空域。实测的离散频域点要求包含于仿真的离散频域点中;实测的方位面空域点与仿真的方位面空域点可以存在部分相同点,也可以完全不相同;实测的俯仰面空域点与仿真的方位面空域点可以存在部分相同点,也可以完全不相同。
如图2所示,该方法包括如下步骤:
步骤S202,对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值。
步骤S204,对每个仿真方位值进行多项式拟合,得到初始方位面拟合多项式。
在实际实现时,可以设置方位面对应阶多项式拟合,表达式可以为,其中,为方位面不同频率点的修正系数,不同频率点的修正系数通常不同;为方位面阶拟合多项式,拟合多项式系数计作,则;根据上述获取到的多个仿真方位值,可以进行多项式拟合,得到初始方位面拟合多项式,进而可以获取到初始方位面拟合多项式对应的初步的各多项式拟合系数和频率修正系数。
步骤S206,对每个仿真俯仰值进行多项式拟合,得到初始俯仰面拟合多项式。
在实际实现时,可以设置俯仰面为阶多项式拟合,表达式为,其中,为俯仰面不同频率点的修正系数,不同频率点的修正系数通常不同;为俯仰面阶拟合多项式,拟合多项式系数计作,则。根据上述获取到的多个仿真俯仰值,可以进行多项式拟合,得到初始俯仰面拟合多项式,进而可以获取到初始俯仰面拟合多项式对应的初步的各多项式拟合系数和频率修正系数。
初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式的阶数可以根据仿真结果,尽量选择高阶数,后期循环迭代优化拟合系数时,对应的多项式阶数保持不变;最终的方位面拟合多项式和俯仰面拟合多项式的系数为、,若上述某些阶数对应的拟合系数值很小,视情况可删除该项阶数。
步骤S208,将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为初始拟合多项式。
上述初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式的组合,即得到上述初始拟合多项式,也可以理解为初始拟合多项式实际包含了初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式这两个多项式。
步骤S210,获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值。
对非平面天线罩进行第次实物测试,在空域和频域离散取点,其中,离散频域点共有个,计作,方位空域离散点共有个,计作,俯仰空域离散点共有个,计作,对三种变量分别组合以获取对应频域和空域离散点的实测波束指向值,其中,实测波束指向值中的实测方位值为、实测俯仰值为;其中,
c i表示第i次实测。
步骤S212,将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一方位空域离散值代入初始方位面拟合多项式,得到多个预测方位值。
步骤S214,将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一俯仰空域离散值代入初始俯仰面拟合多项式,得到多个预测俯仰值。
利用拟合系数对应的多项式,获取频域和空域离散点的预测波束指向值、,其中为实测次数。具体的,可以将每个参数组合中的和代入到初始方位面拟合多项式,得到多个预测方位值;将每个参数组合中的和代入到初始俯仰面拟合多项式,得到多个预测俯仰值;其中,
s i表示用实测参数代入拟合公式所获得的波束指向,其中i为测试次数。
步骤S216,基于多个预测方位值和多个预测俯仰值确定多个预测波束指向值。
具体的,每个第二离散参数组合对应的预测方位值和预测俯仰值的组合,即得到该第二离散参数组合对应的预测波束指向值,也可以理解为每个第二离散参数组合对应的预测波束指向值实际包含了预测方位值和预测俯仰值这两个预测值。
步骤S218,针对每个第二离散参数组合,计算该第二离散参数组合对应的实测方位值与预测方位值的无穷范数,得到第一无穷范数结果。
步骤S220,计算该第二离散参数组合对应的实测俯仰值与预测俯仰值的无穷范数,得到第二无穷范数结果。
计算每个第二离散参数组合对应的实测波束指向值与预测波束指向值之间的差值的无穷范数,具体的,可以计作、。
步骤S222,根据第一无穷范数、第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
该步骤S222具体可以通过以下步骤一至步骤三实现:
步骤一,如果每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数;
步骤二,将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式确定波束指向修正值。
上述第一预设指标和第二预设指标可以根据任务类型及阵面大小进行设置,一般来说,方位/俯仰的波束指向误差小于1/20的方位/俯仰波瓣宽度。有些系统要求会比这低,有些会比这要求更高,具体可以根据实际需求进行设置;针对每个第二离散参数组合,对该第二离散参数组合对应的两个无穷范数进行判断。若每个第二离散参数组合对应的两个无穷范数结果满足系统指标要求,表示拟合成功,则存储最终的拟合多项式各系数、,以及不同频率修正系数、,其中为进行的实测次数,供雷达系统波束调度时使用。
步骤三,如果至少一个第二离散参数组合对应的第一无穷范数不满足第一预设指标,和/或,第二无穷范数不满足第二预设指标,将多个实测波束指向值与多个仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值。
将多个实测波束指向值与多个仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值的步骤具体可以包括:如果指定实测波束指向值对应的指定第二离散参数组合与指定仿真波束指向值对应的指定第一离散参数组合相同,将指定实测波束指向值替换指定仿真波束指向值。
上述指定实测波束指向值可能是多个实测波束指向值的其中一个或多个;上述指定仿真波束指向值可能是多个仿真波束指向值的其中一个或多个;仿真波束指向值和实测波束指向值重新组合时,若实测的方位面和俯仰面空域点与仿真的方位面合俯仰面空域点相同时,需用实测的方位面和俯仰面空域点的波束指向值原位替代仿真的方位面和俯仰面空域点的波束指向值;若实测的方位面和俯仰面空域点与仿真的方位面合俯仰面空域点不相同时,需按顺序排列,形成新的数据包,即形成新的多个仿真波束指向值,并重新进行数据拟合,获取新的各拟合系数。
步骤四,重复执行对多个仿真波束指向值进行多项式拟合的步骤,直至每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数。
若上述两个无穷范数结果不满足系统指标要求,将仿真波束指向值和实测波束指向值重新组合,形成新的多个仿真波束指向值,并重新进行数据拟合,方位面和俯仰面的拟合阶数保持不变,形成的新的方位面和俯仰面的拟合系数计作和,以及不同频率修正系数、,其中为进行的实测次数。
对非平面天线罩进行第次实物测试,在空域和频域离散取点,其中离散频域点共有个,计作,方位空域离散点共有个,计作,俯仰空域离散点共有个,计作,获取对应频域和空域离散点的实测波束指向值、。
利用新的拟合系数对应的多项式,获取频域和空域离散点的预测波束指向值、;然后计算实测波束指向与预测波束指向差值的无穷范数,计作、。
重复执行上述过程,直至满足雷达系统要求,存储最终的目标拟合多项式的多项式拟合系数、及频率修正系数、,完成波束指向的精确修正公式。
雷达系统按要求需要将雷达阵面波束指向特定的角度,计作。利用拟合的多项式,获取波束指向修正值。将波束指向修正值带入雷达系统原始的波束指向中,获取最终的布相波束指向,其中。将布相波束指向转换成相位码值,输送至对应天线端口的TR组件中,最终雷达系统虽然按照波束指向进行布相,但是雷达系统最终的实际波束指向为,恰好满足雷达系统所需。
上述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,通过前期的电磁仿真确定初步的多项式拟合系数,后期结合少量的测试数据,逐步修正拟合系数,直至该拟合多项式所预测的波束指向值与实测的波束指向值在雷达系统可允许范围内,只需存储多项式拟合系数和频点间补偿系数,存储的数据量很小,最终可以在空域和频域范围内通过拟合公式即可获取波束指向修正系数。
该方式减少了暗室实物测试时间。传统的非平面天线罩波束指向修正表是通过测试大量的工作频点及方位、俯仰扫描空域点的波束指向数据,形成修正补偿表。而本发明是通过对非平面天线罩模型进行电磁仿真,获取初步的拟合多项式,并结合少量的暗室实测数据,修正拟合系数,直至实测波束指向和通过拟合多项式预测的波束指向误差值满足系统指标要求时,形成最终的拟合多项式并存储,供雷达系统波束调度使用。显然,本发明通过少量的暗室测试即可实现波束指向修正补偿。
另外,本发明提高了雷达系统波束调度效率。传统的波束指向修正表格数据量巨大,通过读表查表的方式获取波束指向修正值,非常耗时耗力。而本发明仅需存储少量的多项式拟合系数及频率修正系数,通过公式直接计算即可实现全频域全扫描空域内的波束指向修正值,相对于传统的修正补偿表,不仅大大降低暗室测试时长,并提高了雷达系统波束调度效率。
本发明实施例提供了一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置,其特征在于,如图3所示,装置包括:仿真模块30,用于对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;拟合模块31,用于对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取模块32,用于获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;第一确定模块33,用于基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;第二确定模块34,用于基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
上述应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置,对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;对多个仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;基于多个第二离散参数组合和初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;基于多个预测波束指向值、多个实测波束指向值和初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。该方式通过对非平面天线罩模型进行仿真获取初始拟合多项式,只需要结合少量的实测波束指向值,即可形成最终的目标拟合多项式,根据该目标拟合多项式进行计算即可实现全频域全扫描空域内的波束指向值的修正,提高了对非平面天线罩的波束指向值的修正效率。
进一步的,每个仿真波束指向值包括仿真方位值和仿真俯仰值;拟合模块还用于:对每个仿真方位值进行多项式拟合,得到初始方位面拟合多项式;对每个仿真俯仰值进行多项式拟合,得到初始俯仰面拟合多项式;将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为初始拟合多项式。
进一步的,每个第二离散参数组合中包括:第一离散频域值、第一方位空域离散值和第一俯仰空域离散值;第一确定模块还用于:将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一方位空域离散值代入初始方位面拟合多项式,得到多个预测方位值;将每个第二离散参数组合中的第一离散频域值和第一俯仰空域离散值代入初始俯仰面拟合多项式,得到多个预测俯仰值;基于多个预测方位值和多个预测俯仰值确定多个预测波束指向值。
进一步的,每个预测波束指向值包括预测方位值和预测俯仰值;每个实测波束指向值包括实测方位值和实测俯仰值;第二确定模块还用于:针对每个第二离散参数组合,计算该第二离散参数组合对应的实测方位值与预测方位值的无穷范数,得到第一无穷范数结果;计算该第二离散参数组合对应的实测俯仰值与预测俯仰值的无穷范数,得到第二无穷范数结果;根据第一无穷范数、第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式修正非平面天线罩的波束指向值。
进一步的,第二确定模块还用于:如果每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数;将初始方位面拟合多项式和初始俯仰面拟合多项式确定为目标拟合多项式,以基于目标拟合多项式确定波束指向修正值;如果至少一个第二离散参数组合对应的第一无穷范数不满足第一预设指标,和/或,第二无穷范数不满足第二预设指标,将多个实测波束指向值与多个仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值;重复执行对多个仿真波束指向值进行多项式拟合的步骤,直至每个第二离散参数组合对应的第一无穷范数满足第一预设指标,第二无穷范数满足第二预设指标,存储初始方位面拟合多项式的系数和初始俯仰面拟合多项式的系数。
进一步的,第二确定模块还用于:如果指定实测波束指向值对应的指定第二离散参数组合与指定仿真波束指向值对应的指定第一离散参数组合相同,将指定实测波束指向值替换指定仿真波束指向值。
进一步的,每个第一离散参数组合包括第二离散频域值、第二方位空域离散值和第二俯仰空域离散值;多个第二离散频域值中至少包括雷达系统的工作带宽的最小值和最大值;多个第一离散频域值包含于多个第二离散频域值;多个第二方位空域离散值至少包括方位面扫描空域的边界值;多个第二俯仰空域离散值至少包括俯仰面扫描空域的边界值。
本发明实施例所提供的应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置,其实现原理及产生的技术效果和前述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法实施例相同,为简要描述,应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置实施例部分未提及之处,可参考前述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法实施例中相应内容。
本发明实施例还提供了一种电子设备,参见图4所示,该电子设备包括处理器130和存储器131,该存储器131存储有能够被处理器130执行的机器可执行指令,该处理器130执行机器可执行指令以实现上述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法。
进一步地,图4所示的电子设备还包括总线132和通信接口133,处理器130、通信接口133和存储器131通过总线132连接。
其中,存储器131可能包含高速随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口133(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网,广域网,本地网,城域网等。总线132可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图4中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器130可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器130中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器130可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器131,处理器130读取存储器131中的信息,结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质,该机器可读存储介质存储有机器可执行指令,该机器可执行指令在被处理器调用和执行时,该机器可执行指令促使处理器实现上述应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
本发明实施例所提供的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
所述功能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,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (10)
1.一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法,其特征在于,所述方法包括:
对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;
对多个所述仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;
获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;
基于多个所述第二离散参数组合和所述初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;
基于多个所述预测波束指向值、多个所述实测波束指向值和所述初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式修正所述非平面天线罩的波束指向值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每个所述仿真波束指向值包括仿真方位值和仿真俯仰值;对多个所述仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式的步骤包括:
对每个所述仿真方位值进行多项式拟合,得到初始方位面拟合多项式;
对每个所述仿真俯仰值进行多项式拟合,得到初始俯仰面拟合多项式;
将所述初始方位面拟合多项式和所述初始俯仰面拟合多项式确定为初始拟合多项式。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每个所述第二离散参数组合中包括:第一离散频域值、第一方位空域离散值和第一俯仰空域离散值;基于多个所述第二离散参数组合和所述初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值的步骤包括:
将每个第二离散参数组合中的所述第一离散频域值和第一方位空域离散值代入所述初始方位面拟合多项式,得到多个预测方位值;
将每个第二离散参数组合中的所述第一离散频域值和第一俯仰空域离散值代入所述初始俯仰面拟合多项式,得到多个预测俯仰值;
基于多个所述预测方位值和多个所述预测俯仰值确定多个预测波束指向值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每个所述预测波束指向值包括预测方位值和预测俯仰值;每个所述实测波束指向值包括实测方位值和实测俯仰值;基于多个所述预测波束指向值、多个所述实测波束指向值和所述初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式修正所述非平面天线罩的波束指向值的步骤包括:
针对每个第二离散参数组合,计算该第二离散参数组合对应的所述实测方位值与所述预测方位值的无穷范数,得到第一无穷范数结果;
计算该第二离散参数组合对应的所述实测俯仰值与所述预测俯仰值的无穷范数,得到第二无穷范数结果;
根据所述第一无穷范数、所述第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式修正所述非平面天线罩的波束指向值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述第一无穷范数、所述第二无穷范数和预设指标,确定目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式确定波束指向修正值的步骤包括:
如果每个第二离散参数组合对应的所述第一无穷范数满足第一预设指标,所述第二无穷范数满足第二预设指标,存储所述初始方位面拟合多项式的系数和所述初始俯仰面拟合多项式的系数;
将所述初始方位面拟合多项式和所述初始俯仰面拟合多项式确定为所述目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式确定波束指向修正值;
如果至少一个第二离散参数组合对应的所述第一无穷范数不满足所述第一预设指标,和/或,所述第二无穷范数不满足所述第二预设指标,将多个所述实测波束指向值与多个所述仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值;
重复执行对多个所述仿真波束指向值进行多项式拟合的步骤,直至每个第二离散参数组合对应的所述第一无穷范数满足第一预设指标,所述第二无穷范数满足第二预设指标,存储所述初始方位面拟合多项式的系数和所述初始俯仰面拟合多项式的系数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,将多个所述实测波束指向值与多个所述仿真波束指向值进行组合,作为新的多个仿真波束指向值的步骤包括:
如果指定实测波束指向值对应的指定第二离散参数组合与指定仿真波束指向值对应的指定第一离散参数组合相同,将所述指定实测波束指向值替换所述指定仿真波束指向值。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,每个第一离散参数组合包括第二离散频域值、第二方位空域离散值和第二俯仰空域离散值;
多个第二离散频域值中至少包括雷达系统的工作带宽的最小值和最大值;多个所述第一离散频域值包含于多个所述第二离散频域值;
多个第二方位空域离散值至少包括方位面扫描空域的边界值;
多个第二俯仰空域离散值至少包括俯仰面扫描空域的边界值。
8.一种应用于非平面天线罩波束指向值的修正装置,其特征在于,所述装置包括:
仿真模块,用于对预先获取的非平面天线罩模型进行仿真,得到多个第一离散参数组合对应的多个仿真波束指向值;
拟合模块,用于对多个所述仿真波束指向值进行多项式拟合,得到初始拟合多项式;
获取模块,用于获取非平面天线罩在多个第二离散参数组合下的多个实测波束指向值;
第一确定模块,用于基于多个所述第二离散参数组合和所述初始拟合多项式,确定多个预测波束指向值;
第二确定模块,用于基于多个所述预测波束指向值、多个所述实测波束指向值和所述初始拟合多项式,确定目标拟合多项式,以基于所述目标拟合多项式修正所述非平面天线罩的波束指向值。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令,所述处理器执行所述机器可执行指令以实现权利要求1-7任一项所述的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法。
10.一种机器可读存储介质,其特征在于,该机器可读存储介质存储有机器可执行指令,该机器可执行指令在被处理器调用和执行时,机器可执行指令促使处理器实现权利要求1-7任一项所述的应用于非平面天线罩波束指向值的修正方法。
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