[发明专利]阵列误差存在时均匀圆阵天线低副瓣波束形成方法

权利要求书

1.阵列误差存在时均匀圆阵天线低副瓣波束形成方法，其具体步骤如下：

(1)架设天线：将均匀圆阵天线架设在由步进电机驱动的转台上；

(2)放置信号源：将一单频的信号源放置于步骤(1)中均匀圆阵天线的远场；

(3)获得接收机通道修正矩阵；

(4)构建导向矢量：

4a)设定转台转动的次数：设定架设有均匀圆阵天线的转台转动次数为360次，并将转台初次转动的次数序号置为零；

4b)测量信号源到达角；利用全球定位系统或经纬仪测量出信号源到达角；

4c)构建信号源到达角的导向矢量：采集器采集均匀圆阵天线的接收信号，将采集到的任意一个快拍的信号作为步骤4b)中信号源到达角对应的导向矢量；

4d)判断转台是否转过设定的次数：

转台转动1°，将转台转动的次数序号增加1，判断转台转动的次数序号是否为360，如果是，则执行步骤4b)，否则，执行步骤4e)；

4e)导向矢量构建完成；

(5)修正导向矢量：

将步骤(3)获得的接收机通道修正矩阵左乘步骤(4)所构建的每个导向矢量；

(6)形成低副瓣波束：

采用方向图综合方法对修正后的导向矢量进行处理，产生低副瓣权系数，使用该低副瓣权系数对均匀圆阵天线进行波束形成。

2.根据权利要求1所述的阵列误差存在时均匀圆阵天线低副瓣波束形成方法，其特征在于：步骤(3)所述的接收机通道修正矩阵的获取步骤如下：

第一步：将一单频校正信号源的输出端口，分别与接收机各个通道的输入端口连接；

第二步：采集器分别采集接收机各个通道的信号；

第三步：将同一个时刻采集器采集的信号，按接收机通道的顺序组成一个向量，用向量中第二个至最后一个元素分别除以该向量的第一个元素，得到接收机通道修正系数向量；

第四步：将单位矩阵中的对角元素依次替换为接收机通道修正系数向量中的各元素，形成一个对角矩阵，将该对角矩阵确定为接收机通道修正矩阵。

3.根据权利要求1所述的阵列误差存在时均匀圆阵天线低副瓣波束形成方法，其特征在于：步骤(6)所述的方向图综合方法的具体步骤如下：

第一步：在步骤(4)测量得到的全部信号源到达角中，根据所要观察的空域选取一个信号源到达角作为波束指向，同时，在(0°，360°)范围内，根据所要求的角度分辨率取主瓣宽度；

第二步：在(0，1)范围内，根据所要求的信号干扰比值取最大副瓣电平与主瓣电平的比值；

第三步：确定副瓣区域：

如果波束指向θ₀满足条件时，则将副瓣区域确定为

如果波束指向θ₀满足条件时，则将副瓣区域确定为

除上述两个情形外的其他情形下，将副瓣区域确定为

其中，α表示本步骤第一步所选取的主瓣宽度，θ₀表示本步骤第一步所选取的波束指向；

第四步：选取步骤(4)测量得到的副瓣区域中的全部信号源到达角，组成副瓣区信号源到达角向量，并统计该向量中信号源到达角的个数；

第五步：按照下式计算低副瓣权系数：

w＝(AA^H)^-1Ab

A＝[a(θ₀)，a(θ₁)，a(θ₂)，...，a(θ_J)]

b＝[1，β，β，β，...，β]^H

其中，w表示低副瓣权系数，A表示波束指向控制矩阵，A^H表示波束指向控制矩阵A的共轭转置矩阵，(AA^H)^-1表示矩阵AA^H的逆矩阵，b表示副瓣电平控制向量，a(θ₀)，a(θ₁)，a(θ₂)，...，a(θ_J)分别表示步骤(4)构建的信号源到达角θ₀，θ₁，θ₂，...，θ_J的导向矢量，θ₀表示本步骤第一步所选取的波束指向，θ₁，θ₂，...，θ_J分别表示副瓣区信号源到达角向量中的信号源到达角，J表示副瓣区信号源到达角向量中信号源到达角的个数，β表示本步骤第二步选取的最大副瓣电平与主瓣电平的比值，H表示共轭转置符号。

4.根据权利要求1所述的阵列误差存在时均匀圆阵天线低副瓣波束形成方法，其特征在于：步骤(6)所述的波束形成是通过低副瓣权系数对均匀圆阵天线在全空间的接收信号进行加权来完成的。