【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半实物仿真系统领域，具体涉及基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法。
技术介绍
1、半实物仿真技术具有提高系统设备的研制周期、降低研制成本、改善装备性能等方面的优势，因此被广泛用于卫星、电力控制、无人机、飞行器系统的设计中。随着半实物仿真技术不断发展，世界各国将其大量用于导弹、雷达、电子战等武器系统的研制中。尤其在雷达目标电磁特征获取方面，利用半实物仿真替代外场试验，可以消除外场环境中不利因素的影响，得到更加精确的目标电磁特征，因而得到国内外研究机构的密切关注和广泛研究。
2、在阵列式半实物仿真系统中，目标的位置模拟是通过选择天线阵列中不同天线发射回波信号来实现的。一旦半实物仿真系统建设完成，其可测试的回波信号角目标范围就已确定，将难以应对半实物仿真技术要求的不断提高以及更大的回波信号角目标范围的需求。因此，在现有半实物仿真系统的基础上，如何低成本、短周期就可以获得更大的回波信号角目标范围是一个亟待解决的问题。
3、利用变容二极管对超表面单元的相位进行调控，从而通过控制偏置电压就可以使电磁波经过超表面的反射后指向转台，进而实现回波信号角目标的有效扩展。然而可重构超表面电磁调控波束控制技术实现过程复杂，包括：暗室阵列天线的二维波束扫描聚焦、暗室中可重构超表面阵列的响应位置、可重构超表面需分配的入射角和反射角以及需要馈入的偏置电压等。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，用于解决
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
4、s1.基于已建成的半实物仿真系统，建立空间直角坐标系；
5、已知暗室空间的长l、宽w、高h，转台接收天线放置于暗室中长边的中心位置，以转台接收天线为原点o(0,0,0)，地面为xoy面，则馈源位置为b(x0,y0,0)，不加载可重构超表面时可实现的最大回波信号方位角为θ0，令θ0为ob与y轴之间的夹角；
6、s2.在已建成的半实物仿真系统的基础上，加载可重构超表面构成电磁调控波束控制系统；
7、根据步骤s1建立的直角坐标系，以及需要扩展的方位角θ1，需要扩展的俯仰角计算可重构超表面的中心点a1(x1,y1,z1)的坐标：
8、
9、其中，点a(x1,y1,0)为点a1在xoy面的投影；根据暗室的空间尺寸，选取x1或y1的值，从而确定y1或x1的值。
10、s3.计算馈源辐射的电磁波相对于xoy面的倾角
11、
12、s4.定义θi是馈源辐射的电磁波在可重构超表面处的入射角，θr是馈源辐射的电磁波在可重构超表面处的反射角；基于广义斯涅耳定律结合粒子群算法(pso)分配可重构超表面的入射角θi和反射角θr；其中，dφ为相位梯度，dx为超表面的单元周期，λ为电磁波的波长。
13、s4.1.计算入射角θi和反射角θr的和，即∠ba1o：
14、∠ba1o＝cos-1((a1b2+a1o2-ob2)/2×a1b×a1o)
15、其中，
16、
17、
18、s4.2.选定相位梯度dφ，并将超表面的单元周期dx和电磁波的波长λ代入广义斯涅尔定律，并结合pso算法分配得到入射角θi和反射角θr的值。
19、s5.根据相位梯度dφ、相位允许误差范围error和超表面单元数n，计算得到超表面各单元偏置电压值。
20、本专利技术具有如下优点和有益效果：
21、1、本专利技术提供了一种高效算法，可以快速高效计算出可重构超表面电磁调控天线系统中馈源天线和可重构超表面相对于转台天线的位置坐标，馈源入射超表面的倾角，以及接收天线的倾角和超表面的馈电偏置电压；将本算法应用在暗室的伺服控制系统中可以很大程度上提高测试效率，减少系统反应时间。
22、2、本专利技术在对可重构超表面的入射角和反射角的分配过程中引入了粒子群算法(pso)，可以快速的以固定相位梯度优化出最佳的反射角和入射角，从而可以一定程度减弱相位梯度不合适造成的旁瓣增大的情况。
23、3、本专利技术中提出了一种偏置电压挑选的方案，该方案可以在很大程度上输出满足误差条件和馈电条件的所有偏置电压情况，降低了可重构超表面偏置电压选取过程中繁杂的工作量。
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1.一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，步骤S4中，包括以下步骤：
3.如权利要求1或2所述的一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，步骤S5中，计算超表面各单元偏置电压值的步骤如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于波束控制技术扩展回波信号角目标的方法，其特征在于，步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻梦霞，方颖萱，唐敏，马静，李桂萍，王茂琰，宋友斌，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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