[发明专利]一种基于和差协同阵构建的平面互质阵列设计方法

权利要求书

1.一种基于和差协同阵构建的平面互质阵列设计方法，其特征在于，它包括步骤如下：

步骤1、确定平面互质阵列的基本参数；选取一对互质的自然数M₁,M₂，要求其中的M₁可分解为两个自然数和p的乘积，即：

步骤2、在xOy坐标平面上分别构建平面互质阵列的两个子阵列；其中一个子阵列为由M₂×M₂个阵元组成的均匀正方形面阵，其相邻阵元间的间距为记为其中[r₁:s:r₂]表示从r₁到r₂以s为取值步进的取值范围；另一个子阵列为由M₁×M₁个阵元组成的均匀正方形面阵，其相邻阵元间的间距为M₂d，记为其中d为入射信号的半波长，入射信号波长λ为已知；两个子阵列的最左下角阵元与坐标原点O重合；两个子阵列的底边均与x轴正向重合；两个子阵列的左纵边均与y轴的正向重合；

步骤3、将子阵列整体延y轴负方向平移距离，使子阵列的上边与x轴正向重合，此时

步骤4、再将子阵列整体延x轴正方向平移距离，使由子阵列和子阵列组成的平面互质阵列呈左右对称，对称轴为x＝0.5M₂(M₁-1)d，此时

步骤5、再将子阵列整体延y轴负方向平移ld距离，l满足条件l取值越大，最终得到的和差协同阵自由度越高，此时

步骤6、重新设置x'O'y'坐标系；以子阵列的底边所在直线为x'轴，以子阵列和子阵列共同的左右对称的对称轴为新的y'轴，新的坐标原点O'位于子阵列的底边的中点处，即原xOy坐标系下的(0.5M₂(M₁-1)d,0)点；最终的子阵列阵元位置表示为

步骤7、由子阵列和子阵列的阵元生成和差协同阵列；

首先，由子阵列和子阵列的阵元位置坐标相互之间两两求差，得到的一系列差值坐标的集合，构成差分协同阵列，记为

其次，由子阵列和子阵列的阵元位置坐标相互之间两两求和，得到的一系列和值坐标，以及这些坐标的负值，共同组成的集合，构成和协同阵列，记为

最后，由和组成的并集构成和差协同阵列，记为

步骤8、利用和差协同阵列所包含的具有最多连续虚拟阵元的均匀矩形面阵，可实施各类波达方向估计算法，对空间信号的来波方向进行准确估计。

2.根据权利要求1所述的一种基于和差协同阵构建的平面互质阵列设计方法，其特征在于，最终生成的差分协同阵列在x'轴的上下两侧各有一块均匀矩形面阵，其虚拟阵元位置的数学表达式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于和差协同阵构建的平面互质阵列设计方法，其特征在于，最终生成的和协同阵列在x'O'y'平面中心有一块均匀矩形面阵，其虚拟阵元位置的数学表达式为：

4.根据权利要求1所述的一种基于和差协同阵构建的平面互质阵列设计方法，其特征在于，步骤7生成的和差协同阵列在x'O'y'平面中心有一块均匀矩形面阵，其虚拟阵元位置的数学表达式为：该连续范围所提供的阵列自由度为