(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210723218.4 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第二十九研 究所 地址 610036 四川省成 都市金牛区营康西 路496号 (72)发明人 梁永生　何晓英　王茂泽　左乐　 朱全江　聂剑坤　蔡伟林　饶亮　 刘长江　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 阳佑虹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种小口径低频段阵列搭建及测向校准方 法 (57)摘要 本发明提供了一种小口径低频段阵列搭建 及测向校准方法， 选择低剖面端射共形天线， 将 天线与平台共 形布阵， 按照阵列阵元空间位置关 系构建电磁矢量传感器阵列模型， 设置相关模型 参数， 并进行测向仿真， 根据仿真结果和相关限 制条件调整共形阵列的阵元数、 阵元位置； 在阵 列布阵确定后， 先通过旋转阵列和校正源方式， 判断零位、 减小零位误差， 再通过将阵列在转台 上， 零位对准后， 离散获取一组校正数据， 经相应 的旋转后， 离散获取另一组校正数据， 将两组数 据处理后比较， 调整阵列流型， 提高了小口径低 频段阵列测向精度。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114996965 A 2022.09.02 CN 114996965 A 1.一种小口径低频 段阵列搭建方法， 其特 征在于， 包括： S1： 获取搭建平台口径 尺寸参数， 选择确定天线体制； S2： 根据阵列阵元空间位置关系构建电磁矢量传感器阵列模型， 并设置模型参数， 用极 化‑空域联合谱 估计算法进行测向仿真， 并计算仿真阵列测向精度； S3： 根据阵列测向精度仿真结果， 以及天线阵列参数， 通过接收信号矢量计算， 调整获 得阵列的阵元 数、 阵元位置， 完成小口径低频 段共形天线阵列的组阵。 2.根据权利要求1所述的小口径低频段阵列搭建方法， 其特征在于， 步骤S1中， 选择低 剖面端射共形天线， 将天线与平台共形布阵。 3.根据权利要求1所述的小口径低频段阵列搭建方法， 其特征在于， 步骤S2中， 所述设 置模型参数， 包括设置信噪比和快拍数， 选择低频段某频点， 设定单一信号， 离散设置入射 方向。 4.根据权利要求1所述的小口径低频段阵列搭建方法， 其特征在于， 步骤S3中， 所述阵 元数和阵元位置的接收信号矢量如下： 以阵列平面中心为坐标原点建立坐标系， 确定阵列各阵元坐标为(xi， yi， zi)， i＝1， 2 …M， 阵 列各阵元接收单一信号矢量为 在较高信噪比条件下， 设以阵元i 为参考， 获得其它各阵元j与阵元i间的复矢量： 其中， M为阵元个数， 为入射信号离 散角度， 为各单元天线方向图， ni(t)为各阵元独立复高斯白噪声， 均值 为0， 方差为σ2。 5.一种小口径低频 段阵列测向校准方法， 其特 征在于， 包括： K1： 将小口径低频段共形天线阵列实物， 架设在X、 Y、 Z三轴旋转的转台上， 将阵列与信 源零位对准， 通过阵列接收信号， 确定阵列天线接收信号矢量Xi； K2： 保持阵列与信源零位对准， 将阵列绕Y轴顺时针旋转180 °得到新坐标系X1YZ1， 对应 的信源辐射天线绕Y ′逆时针旋转180 °， 阵列各阵元与信源的关系与步骤K1中保持完全一 致， 再次通过阵列接收信号， 确定阵列天线接收信号矢量Xi′； K3： 根据K1和K2中得到的阵列天线接收信号矢量Xi和Xi′， 求取相位差， 通过将相位差与 设定的相位差门限值进行比较， 调整零 位对准； K4： 保持阵列与信源零位对准， 信源位置固定辐射设定频率的P波段信号， 设定初始入 射角度 获得任一阵元的接收数据， 并根据设定的角度步长， 在 入射角度范围内离散采集 阵列接收信号； K5： 将小口径低频段天线阵列绕Y轴顺时针旋转90 °， 对应的信源辐射天线逆时针旋转 90°， 阵列天线 单元与信源辐射天线的相对关系 与K4中保持完全一致， 信源位置固定辐射与 K4中相同频率的P波段信号， 设定初始入射角度， 获得同一阵元的接收数据， 并根据设定的 角度步长， 在入射角度范围内离 散采集阵列接收信号； K6： 根据两组阵元对应的接收信号， 求取两组阵列流型的幅度差和相位差， 并分别与设权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114996965 A 2定的幅度差门限值和相位差门限值进行比较， 调整阵列流型； K7： 转动转台， 设置阵列离散角度， 在待校正的空域范围内继续获取离散、 准确的阵列 流型。 6.根据权利要求5所述的小口径低频段阵列测向校准方法， 其特征在于， 所述相位差门 限值为5°， 所述幅度差门限值 为1dB。 7.根据权利要求5所述的小口径低频段阵列测向校准方法， 其特征在于， 步骤K1和K2 中， 确定阵列天线接收信号矢量的具体过程如下： 将一个信源放置于远场可绕其Y ′轴旋转的一维转台上， 以阵列坐标系为参考， 将阵列 坐标系的Y轴与信源坐标系Y ′轴对准； 在阵列坐标系下信源坐标为(0， y0， 0)， 阵列 各阵元坐标为(xi， yi， zi)， 通过阵列接收信 号， 步骤K1中确定阵列天线接收信号矢量 为： Xi＝[xi1(0， 0)， xi2(0， 0)，…， xiM(0， 0)]， i ＝1， 2，…， M 步骤K2中确定阵列天线接收信号矢量 为： X′i＝[x′i1(0， 0)， x′i2(0， 0)，…， x′iM(0， 0)]， i ＝1， 2，…， M。 8.根据权利要求5所述的小口径低频段阵列测向校准方法， 其特征在于， 步骤K3中， 所 述相位差计算如下： 其中， 即 9.根据权利要求5所述的小口径低频段阵列测向校准方法， 其特征在于， 步骤K4和K5 中， 获得阵元接收数据的具体如下： 设定P波段信号辐射频率， 设置转台俯仰角度或方位角保持在零位， 设定转台方位角或 俯仰角转动范围和步进， 以及 初始入射角度； 通过阵列接收信号， 以阵元i 为参考阵元， 确定K4中阵元i接收的数据矩阵为： 其中， 确定K5中阵元i接收的数据矩阵为： 其中， 10.根据权利要求9所述的小口径低频段阵列测向校准方法， 其特征在于， 设置P波段信 号辐射频率为800MHz， 转台俯仰角或方位角为0 °， 转台方位角或俯仰角转动范围为 ‑50°～ 50°， 步进为1 °， 初始入射角度为 ‑50°。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114996965 A 3