[发明专利]一种基于虚拟阵元的波束扫描方法及装置

权利要求书

1.一种基于虚拟阵元的波束扫描方法，其特征在于，包括：

根据预设的目标期望方向确定虚拟阵元的位置以及选取与所述目标期望方向对应的有效阵元；

计算所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差；

根据所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差对所述有效阵元的相位补偿进行配置；

对所述配置的有效阵元对应的扫描区域进行波束扫描。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标期望方向为有效阵元开启状态下所形成的阵列主波束的期望方向，所述选取与所述目标期望方向对应的有效阵元，包括：

确定各个阵元的最大辐射角；

基于所述各个阵元的最大辐射角度选取能够对阵列主波束产生贡献的阵元为有效阵元。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差，包括：

计算所述弧形阵列天线半径；

基于所述弧形阵列天线半径计算虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间行程差；

基于虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间行程差计算所述虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间相位差。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述弧形阵列天线半径，包括：

基于如下公式计算所述弧形阵列天线半径：

其中，M为阵元总数，d_c为弧形阵列天线上阵元之间的圆弧间距，Φ为弧形阵列天线的孔径角。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述弧形阵列天线半径计算虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间行程差，包括：

将计算得到的所述弧形阵列天线半径代入如下公式计算所述虚拟阵元与各个有效阵元的空间行程差：

其中，为第i个阵元对应的圆周角；γ为目标方向；R为弧形阵列天线半径。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，基于虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间行程差计算所述虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间相位差，包括：

根据如下公式计算所述虚拟阵元与各个有效阵元之间的空间相位差：

其中，表示第i号阵元与第0号阵元之间即虚拟阵元之间的空间相位差；表示第i号阵元相对第0号参考阵元之间圆心角大小；γ为目标方向；d_c表示任意相邻独立天线阵元延圆弧向空间距离间隔大小；M为阵元总数；φ为弧形阵列天线的孔径角；λ为信号波长。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差对所述有效阵元的相位补偿进行配置，包括：

根据所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差得到弧形阵列天线主波束在目标期望方向时各有效阵元所需要的阵内相位差；

根据所述阵内相位差对弧形阵列天线的各有效阵元进行移相控制。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

在得到弧形阵列天线内的阵内相位差之后，将所述阵内相位差代入弧形阵列天线方向图函数中，以进行波束扫描中的天线方向图函数表示。

9.一种基于虚拟阵元的波束扫描装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于根据预设的目标期望方向确定虚拟阵元的位置以及选取与所述目标期望方向对应的有效阵元；

计算模块，用于计算所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差；

配置模块，用于根据所述有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差对所述有效阵元的相位补偿进行配置；

扫描模块，用于对所述配置的有效阵元对应的扫描区域进行波束扫描。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定模块，包括：

第一确定子模块，用于确定各个阵元的最大辐射角；

第二确定子模块，用于基于所述各个阵元的最大辐射角度确定能够对阵列主波束产生贡献的阵元为有效阵元。