【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及共形数字阵列相位中心标定，具体为一种大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法。
技术介绍
1、随着数字信号处理技术不断进步和相应处理能力的不断提高，宽带数字阵列以其宽频段覆盖、扫描波束多、设计灵活性高等特点，已经逐步取代模拟阵列天线，成为通信、对抗、雷达等电子信息
主要的研究方向。与平面数字阵列相比，共形数字阵列具有安装空间约束低、空域扫描扩展能力强、隐身与保密性能好等特点，是当前宽带数字阵列发展的一个重要方向。
2、在实际工程中，由于阵列安装平台的限制，共形数字阵列的几何结构通常不规则，阵列中各阵元方向图的法向，受到共形阵面局部几何形状影响，不会指向同一方向。这一问题的存在，使得宽带共形数字阵列的相位中心偏离阵列几何中心，且随着波束扫描角度、工作频率的变化而漂移。在测控通信领域，这种阵列相位中心的漂移现象，将会使得阵列方向图的主瓣内相位快速变化，导致接收或发射信号引入额外的、快速变化的相位调制。这将严重影响接收基带信号的载波同步、码同步等跟踪环路的性能，甚至会导致跟踪环路失锁，无法对接收基带信号进行解扩、解调处理。
3、目前，关于传统相控阵天线的相位中心标定方法的研究文献非常多，例如专利公开号为cn113919166a的中国专利技术专利，公开的一种多波束相控阵天线增益和相位中心的分析方法，专利公开号为cn111381112a的中国专利技术专利，公开的一种卫星导航阵列天线的相位中心远场标定方法。但以上现有技术针对大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法却鲜有讨论。与传统相控天线不同，宽
4、为了准确标定大规模宽带共形数字阵列的相位中心，分析阵列非理想因素(阵元方向图、通道残余频率响应误差、阵元失效等)对阵列方向图和相位中心的影响，减小相位中心漂移对测控通信系统的影响，有必要寻找一种既不受远场或近场测试条件、阵列几何形状限制，简化相位中心标定的复杂度，又能够准确估计宽频段范围内任一扫描角度处的阵列相位中心，适合于大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于：如何提供一种不受远场或近场测试条件、阵列几何形状限制，能够准确估计宽频段范围内任一扫描角度处的阵列相位中心，适合于大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，包括以下步骤：
4、s100，确定共形数字阵列，并获取所述共形数字阵列在宽频段范围内，通道残余频率响应误差；
5、s200，根据所述通道残余频率响应误差，获取在所述宽频段范围、宽空域内，任一扫描波束角度、射频工作频率处，所述共形数字阵列的阵列幅度方向图；
6、s300，根据所述共形数字阵列的阵列幅度方向图，获取在所述宽频段范围、宽空域内，任一扫描波束角度、射频工作频率处，所述共形数字阵列的阵列相位方向图；
7、s400，根据所述阵列相位方向图，获取在所述宽频段范围、宽空域内，任一扫描波束角度、射频工作频率处，所述共形数字阵列的相位中心值估计；
8、s500，获取在所述宽频段范围内，方位向和俯仰向空域覆盖范围内的各离散方位角和俯仰角处的相位中心值估计；
9、s600，寻找方位向和俯仰向空域覆盖范围内，距离波束指向角度最近的离散方位角和离散俯仰角处的相位中心值，并以此相位中心为参考，获取所述共形数字阵列中各阵元对应的波束加权系数和时延补偿值；
10、s700，根据所述共形数字阵列中各阵元对应的波束加权系数和时延补偿值，获取补偿后的共形数字阵列的相位中心。
11、优点：不受远场或近场测试条件，阵列几何形状的限制，简化了相位中心标定的复杂度，能够准确估计宽频段范围内任一扫描角度处的阵列相位中心，适合于大规模宽带共形数字阵列。
12、在本专利技术的一实施例中，步骤s100包括：
13、s110，共形数字阵列共有m个阵元，每个阵元对应一个接收或发射通道；且以阵列几何中心为阵列(x,y,z)直角坐标系的原点，各天线阵元在阵列(x,y,z)直角坐标系中的坐标为阵列中各天线阵元方向图相同，均为g(u′,v′,w′)，u′,v′,w′分别为天线阵元局部直角坐标系(x′,y′,z′)下的各坐标轴对应的方向余弦值；
14、s120，将射频工作频率范围[fl,fh]划分为p个等间隔的离散频率集对于任一离散频率fp，数字阵列测量各接收或发射通道在离散频率fp处的幅度误差和相位误差其中，fl为阵列最小射频工作频率，fh为阵列最大射频工作频率；
15、s130，利用各接收或发射通道在离散频率集处的幅频响应误差和相频响应误差进行通道均衡器系数计算，获得各接收或发射通道相对于某一参考通道的通道均衡器系数其中，hm(n)为第m个阵元的接收或发射通道相对于某一参考通道的均衡器系数，n为通道均衡器的阶数；
16、s140，将各接收或发射通道的均衡器系数进行定点量化处理后，补偿到共形数字阵列的各接收或发射通道中，获取对于任一离散频率fp，数字阵列重新测量各接收或发射通道在离散频率fp处的残余幅度误差和残余相位误差，以及各接收或发射通道在离散频率集处的残余频率响应误差
17、在本专利技术的一实施例中，获取步骤s200中，所述共形数字阵列的阵列幅度方向图，包括：
18、s210，获取任一射频工作频率f处，各接收或发射通道残余幅度误差和相位误差其中，(fl≤f≤fh)；
19、s220，获取当射频工作频率为f，扫描波束角度为时，共形阵列各阵元方向图g(u′,v′,w′)带来的幅相加权系数其中，u′,v′,w′分别为天线阵元局部直角坐标系(x′,y′,z′)下的各坐标轴对应的方向余弦值；θ0为俯仰角，为方位角；
20、s230，根据扫描角度和射频工作频率f，获取阵列直角坐标系下的各阵元相位加权系数
21、s240，根据所述残余幅度误差残余相位误差幅相加权系数和相位加权系数获取所述共形数字阵列的阵列幅度方向图
22、在本专利技术的一实施例中，获取步骤s210中，任一射频工作频率f处，各接收或发射通道残余幅度误差和相位误差包括：
23、s211，根据各接收或发射通道在离散频率集处的残余幅频响应误差利用线性插值，获取各接收或发射通道在射频工作频率f处的残余幅度误差
24、s212，根据各接收或发射通道在离散频率集处的残余相频响应误差利用线性插值，获取各接收或发射通道在射频工作频率f处的残余相位误差
25、在本专利技术的一实施例中，获取步骤s220中，当射频工作频本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，步骤S100包括：
3.根据权利要求2所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S200中，所述共形数字阵列的阵列幅度方向图，包括：
4.根据权利要求3所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S210中，任一射频工作频率f处，各接收或发射通道残余幅度误差和相位误差包括：
5.根据权利要求3所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S220中，当射频工作频率为f，扫描波束角度为时，共形阵列各阵元方向图G(u′,v′,w′)带来的幅相加权系数包括：
6.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S300中，所述共形数字阵列的阵列相位方向图，包括：
7.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S400中
8.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤S500中，在所述宽频段范围内，方位向和俯仰向空域覆盖范围内的各离散方位角和俯仰角处的相位中心值估计，包括：
9.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，所述获取所述共形数字阵列中各阵元对应的波束加权系数和时延补偿值，包括：
10.根据权利要求9所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，所述共形数字阵列中各阵元对应的波束加权系数通过以下公式获取：
...【技术特征摘要】
1.一种大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，步骤s100包括：
3.根据权利要求2所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤s200中，所述共形数字阵列的阵列幅度方向图，包括：
4.根据权利要求3所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤s210中，任一射频工作频率f处，各接收或发射通道残余幅度误差和相位误差包括：
5.根据权利要求3所述的大规模宽带共形数字阵列的相位中心标定方法，其特征在于，获取步骤s220中，当射频工作频率为f，扫描波束角度为时，共形阵列各阵元方向图g(u′,v′,w′)带来的幅相加权系数包括：
6.根据权利要求1所述的大规模宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾可新，王晓涛，罗伟，许昕，赵盼盼，肖军，孟儒，张欣，赵永辉，张晓光，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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