[发明专利]一种基于虚拟阵元的波束扫描方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于虚拟阵元的波束扫描方法及装置。所述方法包括：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。采用本申请所提供的方案，克服了弧形阵列天线波束扫描过程中存在的波束跃度较大的问题，减少了有效阵元波束扫描的波束跃度，降低波束指向跃度间隔，增强了目标期望方向上的主波束强度。

技术领域

本申请涉及天线扫描领域，特别涉及一种基于虚拟阵元的波束扫描方法及装置。

背景技术

新时期随着信息技术、电子科技的迅速发展，新器件、新工艺的出现，弧形阵列天线在雷达、电子系统、通信系统等方面的应用越来越受欢迎。弧形阵列天线能够实现阵列向360°全方位宽域观测成像，对弧形阵列天线进行方位向波束扫描方法的研究，具有重要的意义。

然而，在弧形阵列天线通过电子馈电开关控制有效阵元的选通与切换实现的大范围波束粗扫描中，存在波束跃度较大的情况，因此，如何实现对阵列波束最大值指向的改变，进而克服波束越度太大而导致目标期望方向上的主波束强度不够的情况，是一亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种基于虚拟阵元的波束扫描方法及装置。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例采用了如下技术方案：一种基于虚拟阵元的波束扫描方法，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。

本申请的有益效果在于：可以基于目标期望方向设置对应的虚拟阵元，进而可以计算有效阵元与所述虚拟阵元之间的空间相位差；以实现对弧形阵列天线有效阵元的相位补偿，进而能够解决阵列波束扫描时存在的波束跃度较大的问题，降低波束指向跃度间隔，实现了弧形阵列天线波束在方位向上的全方位波束精细化扫描，增强了目标期望方向上的主波束强度。

在一个实施例中，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。

在一个实施例中，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。

在一个实施例中，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。

在一个实施例中，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：