一种基于双线性拟合的相控阵天线波束指向误差补偿方法

摘要

一种基于双线性拟合的相控阵天线波束指向误差补偿方法，利用易于波控机实现的双线性拟合方法将由空间4个相邻波位误差形成的曲面划分为两个平面，在各平面中利用空间两点为一直线计算误差斜率，分别计算出方位向和俯仰向波束指向误差斜率，再根据斜率计算给定波位点之间波位的波束指向误差，利用这种方法计算整个二维可视区域的波束指向误差，根据计算出的波束指向误差生成相控阵天线波束补偿表，写进波控机即可实现相控阵天线在线波束指向误差补偿，从而提高相控阵天线波束指向精度，利用双线性插值拟合方法可减少相控阵天线需要测量的波位数，节约测量试验时间，大幅度提高效率和降低费用。

主权项

一种基于双线性拟合的相控阵天线波束指向误差补偿方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤S1、离散化可视角度区域；给定相控阵天线的扫描角度区域以方位角度间隔和俯仰角度间隔Δθ构成的离散角度将可视角度区域离散化，得到空间离散角度i＝1,2,…,I,k＝1,2,…,K；将离散角度作为理想波位点，任意4个相邻波位点形成一个波位网格；步骤S2、获得波位网格上波位点的理想波束指向角度；按理论计算获取所有波位点的理想波束指向角度，任意选取4个相邻的空间波位点，波位点1的理想波束指向为波位点2的理想波束指向为波位点3的理想波束指向为波位点4的理想波束指向为步骤S3、获得波位网络上波位点的实际波束指向角度；结合实际测试系统，通过波控机进行天线波束扫描，获得所有波位点的实际波束指向角度，波位点1的实际波束指向为(α₁,β₁)，波位点2的实际波束指向为(α₂,β₁)，波位点3的实际波束指向为(α₁,β₂)，波位点的实际波束指向4为(α₂,β₂)；步骤S4、计算波位网格上波位点的波束指向误差；根据所有波位点的理想波束指向角度及其对应的实际波束指向角度，计算所有波位点的波束指向误差，波束指向误差包含方位向波束指向误差和俯仰向波束指向误差δ_θ1,δ_θ2,...,δ_θK，将方位向波束指向误差和俯仰向波束指向误差δ_θ1,δ_θ2,...,δ_θK制成表格数据并存储在波控机硬件系统中；其中，波位点1指向误差为波位点2指向误差为波位点3指向误差为波位点4指向误差为步骤S5、划分波位网络上波位点的波束指向误差平面；以波位网络中的任意一个波位点作为基准点，将波位网络中的4个波位点划分为第一波束指向误差平面A和第二波束指向误差平面B，将每个波束指向误差平面的斜率分解为方位方向波束指向误差斜率和俯仰方向波束指向误差斜率；步骤S6、根据波位网格上波位点的波束指向误差计算波束指向误差平面的方位方向波束指向误差斜率和俯仰方向波束指向误差斜率，将方位方向波束指向误差斜率和俯仰方向波束指向误差斜率制成表格数据并存储在波控机硬件系统中；其中，为4个波位点理论上方位方向波位间隔即Δθ为4个波位点理论上俯仰方向波位间隔即Δθ＝θ₂‑θ₁；为方位方向波束指向误差斜率，k_θ1,k_θ2,...,k_θK为俯仰方向波束指向误差斜率；步骤S7、根据待计算波位点与基准点之间的角度差值选择相应的波束指向误差平面来在线计算波束指向误差，将可视角度区域内的所有波位点的波束指向误差生成相控阵天线波束补偿表存储在波控机硬件系统中，实现相控阵天线波束指向误差补偿；其中，与表示平面的选取，以波位点1作为基准点为例，表示选择第二波束指向误差平面B，表示选择第一波束指向误差平面A；公式(3)写入波控机硬件系统，便于在线计算波束指向误差值。