一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，属于电磁环境构建技术领域，包括：基于相控阵辐射源二维天线方向图测试数据，根据复杂电磁环境构建场景参数，计算不同波束偏离角下试验区域对应的天线平均增益；基于辐射源波束指向精度，计算不同波束偏离角对应的天线平均增益误差峰值，以天线平均增益误差峰值最小为目标，构建最优增益

【技术实现步骤摘要】
一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法


[0001]本专利技术属于电磁环境构建
，更具体地，涉及一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法。

技术介绍

[0002]复杂电磁环境构建是开展用频设备复杂电磁环境适应性试验的基础，在被试用频设备处准确模拟复杂电磁环境的信号波形和幅度变化是复杂电磁环境构建的关键。雷达、干扰机等大型相控阵辐射源通常不具备幅度连续调节功能，在利用大型相控阵辐射源构建复杂电磁环境时，难以等效模拟干扰距离变化、干扰波束扫描等场景引起的信号幅度变化。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，实现指定方向有效辐射功率的动态控制，解决雷达、干扰机等大型相控阵辐射源在复杂电磁环境构建时难以等效模拟信号幅度变化的问题，可以在被试用频设备处等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，包括：
[0005]基于相控阵辐射源二维天线方向图测试数据，根据复杂电磁环境构建场景参数，计算不同波束偏离角下试验区域对应的天线平均增益；
[0006]基于辐射源波束指向精度，计算不同波束偏离角对应的天线平均增益误差峰值，以天线平均增益误差峰值最小为目标，构建最优增益
‑
波束偏离角对应表；
[0007]基于增益
‑
波束偏离角对应表设置波束指向，实现指定方向有效辐射功率的动态控制，在指定区域等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境。
[0008]在一些可选的实施方案中，由得到不同波束偏离角(θ,φ)下试验区域对应的天线平均增益G(θ,φ)，其中，θ为相控阵天线波束中心相对于阵面法向的方位向偏离角，φ为相控阵天线波束中心相对于阵面法向的俯仰向偏离角，ω表示相控阵天线方位角，表示相控阵天线俯仰角，α为相控阵天线在试验区域对应的方位角覆盖范围，β为相控阵天线在试验区域对应的俯仰角覆盖范围，F(θ,φ)为相控阵辐射源二维天线方向图测试数据。
[0009]在一些可选的实施方案中，由得到试验区域在不同波束偏离角(θ,φ)下的天线平均增益误差峰值ΔG(θ,φ)，其中，Δθ为相控阵天线方位波束指向精度，Δφ为相控阵天线俯仰波束指向精度。
[0010]在一些可选的实施方案中，所述以天线平均增益误差峰值最小为目标，构建最优增益
‑
波束偏离角对应表，包括：
[0011]根据实际需求及天线方向图分布特征确定辐射功率调控动态范围G
DR
和调控步进G
δ
，由调控动态范围和调控步进，确定一组目标增益{0,
‑
G
δ
,
‑
2G
δ
,...,
‑
G
DR
}；
[0012]针对第i个目标增益
‑
(i
‑
1)G
δ
，根据不同波束偏离角(θ,φ)下的天线平均增益G(θ,φ)分布，选取满足|G(θ,φ)+(i
‑
1)G
δ
|＜G
δ
/2条件且天线平均增益误差峰值ΔG(θ,φ)最小的波束偏离角θ
i
,φ
i
，从而获得第i个目标增益对应的天线平均增益G(θ
i
,φ
i
)、方位向偏离角θ
i
、俯仰向偏离角φ
i
、误差峰值ΔG(θ
i
,φ
i
)；
[0013]遍历全组目标增益，形成增益
‑
波束偏离角对应表。
[0014]在一些可选的实施方案中，所述基于增益
‑
波束偏离角对应表设置波束指向，实现指定方向有效辐射功率的动态控制，在指定区域等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境，包括：
[0015]在电磁环境构建时，将大型相控阵辐射源阵面对准试验区域，当需要调控辐射功率时，按照增益
‑
波束偏离角对应表对应的波束偏移角设置相控阵天线波束指向。
[0016]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0017](1)本专利技术提出了一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，基于相控阵辐射源的复杂电磁环境构建，利用天线方向图主瓣旁瓣增益变化和相控阵天线波束指向可跳变的特征，通过相控阵波束指向的连续控制，实现指定方向有效辐射功率的动态控制，可以实现在被试用频设备处等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境。
[0018](2)本专利技术提出了一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，形成了面向相控阵辐射源的幅度动态变化复杂电磁环境等效构建方法，解决了雷达、干扰机等大型相控阵辐射源在复杂电磁环境构建时难以等效模拟信号幅度变化的问题。本专利技术原理简洁明晰，工程实用性强。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例提供的一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法的流程示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例提供的一种相控阵天线二维方向图示意图，其中，(a)为三维图，(b)为平面图；
[0021]图3是本专利技术实施例提供的一种不同波束偏离角下的天线平均增益示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例提供的一种不同波束偏离角下的天线平均增益误差峰值示意图；
[0023]图5是本专利技术实施例提供的一种不同波束指向精度下的天线平均增益误差峰值对比示意图；
[0024]图6是本专利技术实施例提供的一种不同波束指向精度下的误差峰值对比示意图；
[0025]图7是本专利技术实施例提供的一种幅度动态变化的电磁环境等效构建结果示意图。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并
不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0027]本专利技术针对复杂电磁环境构建场景，旨在通过相控阵辐射源波束指向控制实现指定方向有效辐射功率的动态调控，从而在指定试验区域等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境。
[0028]如图1所示，具体包括以下几个步骤：
[0029]步骤S1：针对大型相控阵辐射源，将阵面对准测试天线，设置相控阵波束二维扫描，测试其相控阵天线方位向、俯仰向二维方向图F(θ,φ)；
[0030]其中，典型测试结果如图2所示，其中，(a)为三维图，(b)为平面图。
[0031]步骤S2：针对电磁环境构建的具体试验场景，根据电磁环境构建场景中试验距离及试验区域等参数，可计算相控阵天线在试验区域对应的方位角覆盖范围α和俯仰角覆盖范围β，利用测试获得的二维方向图F(θ,φ)，可以计算试验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于波束控制的有效辐射功率调控方法，其特征在于，包括：基于相控阵辐射源二维天线方向图测试数据，根据复杂电磁环境构建场景参数，计算不同波束偏离角下试验区域对应的天线平均增益；基于辐射源波束指向精度，计算不同波束偏离角对应的天线平均增益误差峰值，以天线平均增益误差峰值最小为目标，构建最优增益
‑
波束偏离角对应表；基于增益
‑
波束偏离角对应表设置波束指向，实现指定方向有效辐射功率的动态控制，在指定区域等效模拟幅度动态变化的复杂电磁环境。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由得到不同波束偏离角(θ,φ)下试验区域对应的天线平均增益G(θ,φ)，其中，θ为相控阵天线波束中心相对于阵面法向的方位向偏离角，φ为相控阵天线波束中心相对于阵面法向的俯仰向偏离角，ω表示相控阵天线方位角，表示相控阵天线俯仰角，α为相控阵天线在试验区域对应的方位角覆盖范围，β为相控阵天线在试验区域对应的俯仰角覆盖范围，F(θ,φ)为相控阵辐射源二维天线方向图测试数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由得到试验区域在不同波束偏离角(θ,φ)下的天线平均增益误差峰值ΔG(θ,φ)，其中，Δθ为相控阵天线方位波束指向精度，Δφ为相控阵天线俯仰波束指向精度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以天线平均增益误差峰值最小为目标，构建最优增益
‑
波束偏离角对应表，包括：根据实际需求及天线方向图分布特征确定辐射功率调控动态范围G
DR
和调控步进G
δ
，由调控动态范围和调控步进，确定一组目...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之立，陶理，谭辉，芦启超，陈亮，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：