[发明专利]大规模共形数字相控阵的波束控制方法

权利要求书

1.一种大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于包括如下步骤：波控计算机根据逻辑波束号及轨道预报数据信息，计算任务目标位置信息的指向角度，利用得到的俯仰角、方位角滑窗选取激活阵元，通过光纤将激活阵元对应编号及指向角度传输至次级DBF模块；次级DBF模块利用激活阵元编号查找表获取激活阵元坐标，分布式计算激活阵元对应移相器的移相值和子阵时延参数，并完成子阵级时延滤波器时延线参数配置，将激活阵元编号及移相值的相关信息通过光纤传输至初级DBF模块，初级DBF模块利用激活阵元编号识别方法完成激活阵元的移相参数配置，激活阵元装订移相器参数，完成对波束资源的控制。

2.如权利要求1所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：波控计算机计算任务目标位置信息包括俯仰角、方位角指向角度。

3.如权利要求1所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：波控计算机滑窗控制激活阵元，使激活角度的中心对准目标，根据计算的指向角度不断更新激活区域。

4.如权利要求1所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：波控计算机在滑窗控制中，计算每个阵元的单位方向矢量与期望波束的单位方向矢量之间的夹角

若θ_m＜α，认为该阵元位于激活区域内，否则视为非激活阵元，

式中，m为阵元编号，(x,y,z)为直角坐标系坐标，为阵元对应在直角坐标系下的单位方向矢量，代表期望波束指向对应在直角坐标系下的单位方向矢量。

5.如权利要求1所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：次级DBF模块对激活子阵延时值计算，以大规模共形数字相控阵球心作为参考点，期望波束指向以极坐标(β,γ)表示，建立直角坐标系，则期望波束方向矢量R

式中，分别为直角坐标系坐标(x,y,z)的单位矢量。

6.如权利要求1所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：子阵级宽带波束形成是在子阵级通过时间延迟来实现电子扫描，选取每一激活子阵的第一个阵元为子阵参考阵元，则第n个激活子阵第1个阵元P_n1在直角坐标系(x,y,z)下坐标表示为其中n代表激活子阵对应编号，1代表该子阵内的阵元编号，(x,y,z)为直角坐标系坐标；利用阵元P_n1求取第n个激活子阵对应的延时值

τ_n＝ΔR_n/c

式中，R为期望波束方向矢量，n 1代表激活子阵n内的阵元编号1，β、γ分别为期望波束指向的极坐标，τ_n为激活子阵n所需加载的延时值，c为光速。

7.如权利要求5所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：次级DBF模块以大规模共形数字相控阵球心作为参考点，在建立的直角坐标系中，选取每一激活子阵的第一个阵元作为子阵参考阵元，则第n个激活子阵内第i个激活阵元P_ni在阵面上的位置：

分别代表第n个激活子阵第i个激活阵元在直角坐标系中的坐标值，n为激活子阵对应编号，i为子阵内的阵元编号，为直角坐标系的单位矢量。

8.如权利要求7所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：激活阵元P_ni相对该子阵参考阵元的矢量ΔR_ni为：

9.如权利要求7所述的大规模共形数字相控阵的波束控制方法，其特征在于：次级DBF模块利用激活阵元编号查找表获取激活阵元坐标，依据指向角计算激活阵元P_ni对应移相器的移相值

波长λ₀满足

式中，β、γ分别为期望波束指向的极坐标，c代表光速，f₀为大规模共形数字相控阵系统的工作中心频点。