一种对地超低副瓣设计方法技术

本发明专利技术公开一种对地超低副瓣设计方法，其实现步骤是：1.建立坐标系，根据卫星轨道高度，确定对地球区域；2.确定分区进行超低副瓣方向图综合的分区数并确定各分区的初始区域；3.使用改进的交替投影算法对各分区的区域分别单独进行超低副瓣方向图综合，得到对各分区单独进行超低副瓣方向图综合的阵列加权值，确定各超低副瓣方向图的实际作用区域；4.根据主波束的俯仰方向的扫描角度，选择合适的阵列加权值。本发明专利技术能够实现大规模平面阵列快速对地球区域进行超低副瓣方向图综合，对地球区域副瓣抑制效果较好，有效减轻对于衰减器动态范围的需求，提高阵列的口径效率，减小增益损失，阵列综合时间短，可满足星载相控阵对地副瓣抑制的需求。

Design method of ultra low sidelobe on ground

The invention discloses a design method for ultra-low sidelobes to the ground. Its implementation steps are as follows: 1. establishing coordinate system to determine the earth region according to satellite orbit height; 2. determining the number of zones for ultra-low sidelobes pattern synthesis and determining the initial zones of each zone; 3. using the improved alternating projection algorithm to determine the zones of each zone. Ultra-low sidelobe pattern synthesis is carried out separately, and the array weighted values of each sub-area are obtained, which are used to synthesize the ultra-low sidelobe pattern separately, and the actual action areas of each sub-area are determined. 4. According to the scanning angle of the main beam's pitch direction, the appropriate array weighted values are selected. The invention can realize the rapid synthesis of ultra-low sidelobe pattern for large-scale planar arrays in the earth region, has good sidelobe suppression effect for the earth region, effectively reduces the demand for the dynamic range of attenuators, improves the aperture efficiency of arrays, reduces the gain loss, shortens the synthesis time of arrays, and can meet the requirements of space-borne phased array to ground. Demand for side lobe suppression.

【技术实现步骤摘要】
一种对地超低副瓣设计方法
本专利技术属于天线
，具体涉及阵列天线方向图的赋形优化，可用于大规模阵列天线的对地球区域低副瓣方向图设计。
技术介绍
为了降低来自地球的干扰信号，提高系统的抗干扰能力，通常需要星载相控阵天线在对地球区域形成较低的副瓣。传统的方法是采用类似于泰勒分布或者切比雪夫分布的幅度单峰分布形式的单一阵列加权值，对所有副瓣进行超低副瓣方向图综合。但是对于平面阵列天线，为了实现超低副瓣方向图，通常需要较大的幅度激励动态范围，并且由于阵列幅度衰减较大，会导致阵列辐射效率降低，增益损失加大。不利于超低副瓣方向图的实现以及系统的应用。针对上述问题，其中的一种解决方法是针对不同的扫描角度，对地球区域进行挖零，由于主波束扫描波位的不同，挖零区域相对于主波束的位置也不相同，因此阵列的幅相加权值也不相同，需要针对所有不同的扫描波位单独进行阵列的幅相权值的优化，因此优化规模巨大。在相控阵装配阶段，由于T/R组件射频通道的不一致性，需要根据优化得到的幅相加权值进行射频链路的幅度和相位的配平工作，上述针对不同扫描波位优化不同幅相加权值会严重增加该幅相配平的工作量。此外，繁多的加权值对于系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对地超低副瓣设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据卫星轨道高度，确定对地球区域；(2)确定进行超低副瓣方向图综合的分区数Q并确定各分区的区域，应确保各分区的区域作用范围均能覆盖上述对地球区域；依次对上述各分区区域进行如下处理：(3)对当前处理区域Θq进行超低副瓣方向图综合：即以当前处理区域Θq内的最大副瓣电平SLLinΘq以及Θq区域外的最大副瓣电平SLLoutΘq作为优化目标，进行阵列综合，得到综合后的激励

【技术特征摘要】
1.一种对地超低副瓣设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据卫星轨道高度，确定对地球区域；(2)确定进行超低副瓣方向图综合的分区数Q并确定各分区的区域，应确保各分区的区域作用范围均能覆盖上述对地球区域；依次对上述各分区区域进行如下处理：(3)对当前处理区域Θq进行超低副瓣方向图综合：即以当前处理区域Θq内的最大副瓣电平SLLinΘq以及Θq区域外的最大副瓣电平SLLoutΘq作为优化目标，进行阵列综合，得到综合后的激励以及综合后的方向图(4)确定方向图实际的超低副瓣区域以及激励的适用范围；(5)根据方向图实际的超低副瓣区域对下一个处理区域Θq+1进行初始区域的更新，更新完成后，下一个处理区域即为当前处理区域执行步骤(3)-(5)，直至所有处理区域处理完成，即得到综合后的激励以及各自激励的适用范围2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：上述步骤在地球坐标系下进行处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中各分区区域的初始区域范围采用人为设定，或者根据均匀激励得到方向图的副瓣和零陷区域确定。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：定义分区区域Θq、Θq+1的初始区域范围分别为则应满足且对于第一个分区区域即q＝1，等于该阵列设计的最大扫描角α为对地球区域的半锥角，k最优在范围为2≤k≤3。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中在阵列综合过程中实时提取主瓣区域以及超低副瓣区域，并且采用超低副瓣区域的副瓣电平逐渐抑制至设计指标的策略，以及阵列激励从无约束的理想激励逐渐过渡至可实现的实际激励的策略。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：在进行阵列综合时应确保主波束指向始终保持与地球坐标系的z轴重合，即主波束的俯仰角θ＝0°。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的阵列综合针对各分区区域分别执行如下处理：第一步，对当前分区区域Θq进行参数初始化，并计算方向图EΘq，确定主瓣半锥角以及EΘq实际超低副瓣区域，并确定EΘq实际超低副瓣区域内外最大初始副瓣电平值第二步，根据主瓣半锥角δinterq和EΘq实际超低副瓣区域，确定目标方向图的上界第三步，对方向图EΘq中大于目标方向图上界的区域进行修正，得到修正后的方向图第四步，由修正后的方向图计算阵列激励I′Θq；第五步，对I′Θq的每个阵元激励an的幅度和相位进行修正，从而得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨京，李成国，张凯，杨慧杰，胡鹏展，邓江涛，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61