本發(fā)明屬于雷達(dá)天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及平面相控陣天線電掃波束形狀的控制方法。

背景技術(shù)：
本發(fā)明用于控制平面陣列天線電掃波束。相控陣的波束指向是根據(jù)單元間距及波束指向?qū)Ω鱾€單元配相來實現(xiàn)的，在所需的波束指向形成等相位面。假設(shè)單元行間距、列間距歸一化到工作波長分別為dy、dx，波束指向方位、俯仰角度為(AS,Es)，則第(m,n)單元的相位為：式中，，陣列中各單元按照式（1）計算出來的相位配置各陣元相位。理想情況下的目標(biāo)掃描波束應(yīng)該如圖2所示，在掃描過程中波束不發(fā)生變形。但是在大掃描角時，通過該方法得到的波束會出現(xiàn)如圖3所示的變形，特別是寬波束大角度掃描情形，這種變形嚴(yán)重到將會影響雷達(dá)天線的精度，使雷達(dá)性能下降。文獻(xiàn)（汪茂光，呂善偉，劉瑞祥.《陣列天線分析與綜合》.成都：電子科技大學(xué)出版社，1989.pp:108-113）、（薛正輝，李偉明，任武.《陣列天線分析與綜合》.北京：北京航空航天大學(xué)，2011.pp：267-273）中均對該現(xiàn)象有闡述。目前針對這一現(xiàn)象國內(nèi)外資料上還未見有相應(yīng)的解決方法，工程應(yīng)用中只能在滿足工程指標(biāo)的情況下容忍一定程度的波束變形。本發(fā)明通過對陣列天線各單元激勵相位進(jìn)行調(diào)整從而達(dá)到控制天線波束形狀的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有的技術(shù)缺點，本發(fā)明為提高雷達(dá)天線的掃描精度，提出一種通用的平面陣列天線電掃波束形狀控制方法，具體包含以下步驟：第一步：已知A-E坐標(biāo)下未掃描的波束形狀數(shù)據(jù)F0(A,E)以及天線波束方位、俯仰掃描角(As，Es)；第二步：以波束形狀數(shù)據(jù)F0(A,E)以及掃描角(As，Es)構(gòu)造A-E坐標(biāo)系下的天線未變形掃描波束P0(A,E)；第三步：將P0(A,E)按照公式,變換成U-V坐標(biāo)系下的波束P0(U,V)；第四步：以波束P0(U,V)為目標(biāo)，采用優(yōu)化算法優(yōu)化陣列單元的激勵相位，得到修正的波束P1(U,V)；第五步：將P1(U,V)按照公式，變換成A-E坐標(biāo)系下的優(yōu)化波束P1(A,E)。上述第四步中的優(yōu)化算法可以是迭代傅里葉算法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，其有益效果是：①針對平面陣列天線電掃過程中波束變形的缺點，本發(fā)明通過優(yōu)化陣列中各陣元的激勵相位值使變形的掃描波束得到了修正，提高了雷達(dá)天線的掃描精度。②本發(fā)明通用性好，本發(fā)明不依賴平面陣列天線的陣元類型，基于任何類型陣元的平面陣列天線均可采用本方法進(jìn)行波束控制，且待控制的陣列波束并不局限于特定的形狀。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。附圖說明圖1為波束形狀控制方法流程圖；圖2為理想波束掃描示意圖；圖3為波束掃描變形示意圖；圖4為扇形寬波束掃描變形示意圖；圖5為扇形寬波束修正后的波束示意圖。具體實施方式本說明書以40×40規(guī)模平面陣列為例進(jìn)行天線波束電掃控制方法的說明，以下是波束形狀掃描控制方法步驟。第一步：已知A-E坐標(biāo)系下未變形的扇形寬波束數(shù)據(jù)F0(A,E)，其方位、俯仰面分別掃描30°、15°。圖4是采用式（1）計算的相位分布激勵得到的波束形狀，可以看出波束掃描后已經(jīng)變形；第二步：以該扇形寬波束F0(A,E)以及方位俯仰掃描角(30°,15°)，構(gòu)造出天線掃描后未變形的波束P0(A,E)，按照如圖2所示的方式構(gòu)造；第三步：將P0(A,E)按照公式，變換成U-V坐標(biāo)系下的波束P0(U,V)；第四步：以波束P0(U,V)為目標(biāo)，采用優(yōu)化算法調(diào)整陣列單元的激勵相位，得到修正的波束P1(U,V)。本例中由于陣列規(guī)模較大，為了加快優(yōu)化速度采用了迭代傅里葉的優(yōu)化方法。在實施過程中，可以根據(jù)陣列規(guī)模以及波束形狀選擇合適的優(yōu)化方法；第五步：將P1(U,V)按照公式，變換成A-E坐標(biāo)系下的優(yōu)化波束P1(A,E)。經(jīng)過該方法控制后的掃描波束如圖5所示，圖3所示的電掃波束在使用該方法后，掃描波束形狀的變形已經(jīng)得到了控制。