【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地波雷达，特别是一种有源阵列地波雷达发射波束扫描方法。
技术介绍
1、我国拥有广袤的海洋，海岸线绵延数千公里，海洋环境监测和远海低空目标探测对我国经济发展和国防安全具有极为重要的意义。高频地波雷达工作频段为3～30mhz，其发射的垂直极化电磁波沿海平面绕射，传播衰减小且不受地球曲率的影响，可以实现对目标的超视距探测和远距离海洋环境监测。
2、对于有源相控阵体制的地波雷达，雷达阵列波束合成可提升雷达探测威力，发射波束扫描支撑了大的方位探测范围。
3、传统的发射波束扫描方法是通过上位机实时地将各阵元的发射信号初始相位值下发至阵列，各阵元依据接收到的初始相位值改变发射信号相位值。传统的发射波束扫描方法虽能完成有源阵列地波雷达发射波束扫描，但是还存在以下不足：
4、1、每次扫描均是对扫描范围内的每个阵列扫描角进行全部扫描，不能根据用户监控需求，任意设定扫描方位范围。因而，所需扫描时间长，扫描精度也有待提高。
5、2、实现阵列发射信号初始相位对齐较难，困难程度随阵元数递增。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，该有源阵列地波雷达发射波束扫描方法能在不增加额外设备的情况下可以较为便捷的完成有源阵列地波雷达发射波束扫描，可在上位机任意设定需要的雷达阵列扫描范围、更改单波束的驻留时间，将雷达阵列扫描所需的初始相位值存储在雷达阵列中，通过同步触发确保雷达阵列同步
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，包括如下步骤。
4、步骤1、计算阵列波束宽度b0：依据雷达阵列阵元数n、阵元间距d和发射信号频率f，计算出雷达阵列扫描角θ指向法向时的阵列波束宽度b0。
5、步骤2、雷达覆盖范围划分，具体包括如下步骤：
6、步骤2-1、选取角度间隔δθ：根据步骤1得到的阵列波束宽度b0，确定雷达连续循环扫描的角度间隔δθ，且δθ≤b0。
7、步骤2-2、范围划分：根据角度间隔δθ，将雷达方位最大覆盖范围±θmax等分为2m+1个扫描子区域。
8、步骤3、赋识别码，具体包括如下步骤：
9、步骤3-1、计算并存储雷达阵列扫描角：根据步骤2划分后的2m+1个扫描子区域，得到2m+1个雷达阵列扫描角，并存储在上位机中。
10、步骤3-2、赋识别码：上位机将2m+1个雷达阵列扫描角按照从负至正且从小至大的顺序，依次赋识别码为(1、2、3、…2m+1)。
11、步骤4、计算初始相位：依据雷达阵列阵元数n、阵元间距d和发射信号频率f，计算每个雷达阵列阵元在2m+1个雷达阵列扫描角分别对应的发射信号初始相位值。
12、步骤5、存储初始相位：根据步骤3中所赋的识别码和步骤4计算的初始相位，在每个雷达阵列阵元中，均将2m+1个识别码与对应发射信号初始相位进行匹配存储。
13、步骤6、选择识别码，具体包括如下步骤：
14、步骤6-1、设定扫描方位范围：使用者根据所需监控方位范围和雷达方位最大覆盖范围±θmax，在上位机内设定雷达阵列扫描起始角θs和结束角θe；其中，θs≥-θmax；θe≤θmax。
15、步骤6-2、选择雷达阵列扫描角：每个雷达阵列阵元均从步骤3存储的2m+1个雷达阵列扫描角中选择最小数量的一组雷达阵列扫描角，且该组雷达阵列扫描角的扫描范围能覆盖设定的雷达阵列扫描范围[θsθe]。
16、步骤6-3、选择识别码：上位机根据步骤3-2中的识别码，选择出与步骤6-2识别出的一组雷达阵列扫描角相对应的一组识别码。
17、步骤7、雷达扫描，具体包括如下步骤：
18、步骤7-1、下发识别码：上位机将步骤6选择的一组识别码和设定波束驻留时间下发至雷达阵列。
19、步骤7-2、对齐初始相位：各个雷达阵列阵元根据外部同步触发信号，以及接收的一组识别码，从自身存储的发射信号初始相位中同步调取该组识别码所对应的发射信号初始相位值，使各个雷达阵列阵元的初始相位对齐，并结合接收的设定波束驻留时间，产生同步发射信号。
20、步骤7-3、连续循环扫描：雷达阵列阵元按照所接收一组识别码从小至大的顺序，对所需监控方位范围进行连续循环扫描。
21、步骤1中，阵列波束宽度b0的计算公式为：
22、
23、式中，c为光速。
24、步骤2-2中，划分的2m+1个扫描子区域分别为：
25、
26、步骤2-2中，m为满足如下关系式的最小正整数：
27、
28、步骤4中，通过对雷达阵列阵元中每个雷达阵列扫描角分别计算阵列发射信号初始相位差进而得到对应雷达阵列阵元中2m+1个雷达阵列扫描角所对应的发射信号初始相位值；其中，的计算公式为：
29、
30、式中，c为光速。
31、步骤6-2中，设选择的最小数量一组雷达阵列扫描角为(θ1、θ2、…θn)，则其需满足如下关系式：
32、且
33、步骤3中，每个雷达阵列扫描角均为n个雷达阵列阵元发射波束的指向角，每个雷达阵列阵元发射波束的有效波束宽度均为δθ。
34、本专利技术具有如下有益效果：
35、1、本专利技术能在不增加额外设备的情况下可以较为便捷的完成有源阵列地波雷达发射波束扫描，可在上位机根据用户所需监控范围任意设定需要的雷达阵列扫描范围、更改单波束的驻留时间，，提高了有源阵列地波雷达发射波束扫描的灵活性。
36、2、本专利技术通过将雷达阵列扫描所需的初始相位值存储在雷达阵列中，同步触发，确保雷达阵列同步调用初始相位值产生发射信号，产生设定的发射波束指向，从而能解决雷达阵列发射信号较难同步的问题。
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1.一种有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤1中，阵列波束宽度B0的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤2-2中，划分的2m+1个扫描子区域分别为：
4.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤2-2中，m为满足如下关系式的最小正整数：
5.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤4中，通过对雷达阵列阵元中每个雷达阵列扫描角分别计算阵列发射信号初始相位差进而得到对应雷达阵列阵元中2m+1个雷达阵列扫描角所对应的发射信号初始相位值；其中，的计算公式为：
6.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤6-2中，设选择的最小数量一组雷达阵列扫描角为(θ1、θ2、…θn)，则其需满足如下关系式：
7.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤3中，每个雷
...【技术特征摘要】
1.一种有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤1中，阵列波束宽度b0的计算公式为：
3.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤2-2中，划分的2m+1个扫描子区域分别为：
4.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤2-2中，m为满足如下关系式的最小正整数：
5.根据权利要求1所述的有源阵列地波雷达发射波束扫描方法，其特征在于：步骤4中...
【专利技术属性】
技术研发人员：许正平，张杰，陆小虎，盛夕琛，
申请(专利权)人：中船鹏力南京大气海洋信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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