[发明专利]一种基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法

权利要求书

1.一种基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，其特征在于，所述波束展宽算法适用于阵列天线的波束展宽确定，该算法包括：

步骤S1，计算待优化方向图中待优化方向图的展宽倍数，并根据所述展宽倍数，将所述待优化方向图进行排序；

步骤S2，计算相邻两个待优化方向图之间所述展宽倍数的比值，当判定所述比值大于或等于约束阈值时，根据预设目标指标，在所述相邻的两个待优化方向图之间，插入虚拟待优化方向图，记作修订待优化方向图，其中，所述预设目标指标包括优化方向图和所述待优化方向图之间的波束指向差、波速宽度差、方向图方向性系数中的至少一种；

步骤S3，根据泰勒函数，计算所述修订待优化方向图组的通用幅度分布；

步骤S4，根据相位激励计算公式，采用分段式搜索算法，计算所述修订待优化方向图的相位激励，并根据所述通用幅度分布和所述相位激励，确定阵列天线的波束展宽，其中，所述相位激励计算公式为：

Phase(x_i)＝a_ix_i⁶+b_ix_i⁴+c_ix_i²

式中，i为待优化方向图的个数，i＝1,2,…,N，x_i为第i个待优化方向图的位移，a_i、b_i、c_i为方向图参数，Phase(x_i)为相位激励，其中，所述分段式搜索算法，包括：

步骤S41，根据初级缩放因子、步进比值因子和初始参数计算初级搜索区间，并根据预设步进长度，在所述初级搜索区间内，搜索初级估计参数，并计算对应初级相位激励；

步骤S42，选取与所述预设目标指标最接近的初级相位激励，并将选取出的所述初级相位激励对应的初级估计参数，作为次级参数

步骤S43，次级缩放因子、所述步进比值因子和所述次级参数计算次级搜索区间，并根据所述预设步进长度，在所述次级搜索区间内，搜索次级估计参数，并计算对应的次级相位激励；

步骤S44，选取与所述预设目标指标最接近的次级相位激励，并根据预设运算次数，判断所述次级相位激励是否为最优解，若是最优解，则将所述次级相位激励作为所述修订待优化方向图的所述相位激励，若否，选取次级相位激励对应的次级估计参数，修订次级参数，重新执行步骤S43。

2.如权利要求1所述的基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，其特征在于，插入虚拟待优化方向图，具体包括：

步骤S21，当判定相邻的第i个和第i+1个待优化方向图之间展宽倍数的所述比值大于或等于所述约束阈值R时，根据所述第i+1个待优化方向图，生成所述虚拟待优化方向图，将第i+1个待优化方向图记作第i+2个待优化方向图，将所述虚拟待优化方向图记作第i+1个待优化方向图；

步骤S22，重新计算第i个和第i+1个待优化方向图之间展宽倍数的所述比值，并判断所述比值是否小于所述约束阈值，若是，执行步骤S3，若否，重新执行步骤S21。

3.如权利要求1所述的基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，其特征在于，步骤S1中，还包括：

根据预设修订系数，对所述展宽倍数进行修订，其中，所述预设修订系数为1/cosθ，θ为所述待优化方向图的波束指向。

4.如权利要求1和2中任一项所述的基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，其特征在于，所述约束阈值的取值范围为1.0至1.2。

5.如权利要求2所述的基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，其特征在于，所述虚拟待优化方向图与所述第i+1个待优化方向图相同、且所述虚拟待优化方向图的波束宽度为所述第i+1个待优化方向图的波束宽度的倍数，所述倍数与所述约束阈值取值相同。

6.一种雷达成像系统，所述雷达成像系统设置有阵列天线，其特征在于，所述雷达成像系统采用如权利要求1至5中任一项所述的基于继承性准全域分段搜索的波束展宽算法，确定所述阵列天线发射信号的波束展宽，并根据接收到的反射信号进行雷达成像。