[发明专利]一种太阳法方位波束宽度修正方法

说明书

本发明公开了一种太阳法方位波束宽度修正方法，属于雷达天线测试的技术领域，该方法包括以下步骤：将雷达天线对准太阳中心位置，控制雷达天线从太阳中心位置进行扫描，以采集IQ数据；对采集的IQ数据进行分析计算并绘制太阳法方向图；根据太阳法方向图获取太阳法波束宽度；分析了太阳法方位波束宽度随太阳高度角变化的规律以及原因；依据太阳高度角对波束宽度进行修正以获取修正值，得到天线波束宽度值；对比修正值与天线出厂值，计算订正精度；改进算法后，波束宽度测试结果更加稳定，大大提高了波束宽度的测试精度，能更好地应用于业务雷达的天线参数的标校分析，其操作简单、精准而使国内雷达厂家、用户大大减少测试成本、提升雷达测试精度。

技术领域

本发明属于雷达天线测试的技术领域，具体而言，涉及一种太阳法方位波束宽度修正方法。

背景技术

天气雷达天线参数是衡量雷达探测精度和数据质量的重要指标。天线的方向图是表示天线辐射能量在空间的分布情况，测量天线辐射特性十分重要，可通过对天线方向图的测量推导出天线主瓣宽度、天线指向等指标。

目前国内大多采用远场条件下标校塔上安放信号源的来进行天线参数的测试，远场测试不仅费时费力，而且需要在远场放置标准增益天线和信号源，容易受到地面和周围环境的反射影响，不便于对天线参数进行长期实时监测。太阳作为一个天然的噪声源，其辐射频谱宽，极化特性已知，雷达接收机能够接收到太阳噪声，因此可利用太阳作为信号源对雷达天线参数进行测试。

天气雷达由于业务需要，架设位置均要求处于制高点且周边一两百公里无遮挡，使天气雷达天线指标的定期不定期测试带来了极大不便。纵然架设铁塔测试，也因设备笨重、电源不便、操作不便、测试精度差等不足而无法普及，所以目前该项指标测试虽然重要，但由于无法实施而不做强行测试要求，而少数测试也会利用传统太阳法定性测试，只要“大致”满足即可，精度和准确度较低。

射电源(Radio Source)是指能向外辐射电磁波的恒星、行星及星云等天体,对于地球来说，太阳是能流密度较大的射电源，具有较宽的频谱域且极化特性已知；太阳噪声即是太阳对外辐射的射电电磁波。因此，在天气雷达研究领域，可以将太阳作为雷达的一个天然信号源，且绝对满足远场条件，在雷达天线测试及标定方面具有较高的应用价值和广泛的应用前景。

现有技术中，在不同太阳高度角下的计算结果不稳定，在实际试验结果中，太阳高度角范围为20°～50°时，波束宽度实测值与理论值的误差范围为0.06°～0.26°，误差较大，对此，在本申请中基于太阳法测试天线方向图的方法，提出了一种太阳法方位波束宽度修正方法，与业界提出的修正方法相比，提高了波束宽度测量精度。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种太阳法方位波束宽度修正方法以达到改进方位波束宽度修正算法，以实现波束宽度测试结果更加稳定，且测试精度较高的目的，能够应用于业务雷达天线定标测试。

本发明所采用的技术方案为：一种太阳法方位波束宽度修正方法，该方法包括以下步骤：

(1)将雷达天线对准太阳中心位置，控制雷达天线从太阳中心位置(-3°～+3°)分别进行方位和俯仰扫描，同时采集IQ数据；

(2)对采集的IQ数据进行处理和分析，根据提取的信息绘制太阳法方向图；

(3)根据太阳法方向图计算获取太阳法波束宽度；

(4)首先分析太阳法方位波束宽度随太阳高度角变化的规律，找到方位波束宽度变化的原因，根据太阳高度角对波束宽度进行修正以获取修正值，且太阳高度角为雷达天线对准太阳中心位置时的天线仰角；

(5)对比修正值与天线出厂值，计算订正精度。