一种基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114217278A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111524510.5(22)申请日2021.12.14(71)申请人齐鲁空天信息研究院地址250000山东省济南市历城区工业北路矿源路9号(72)发明人秦刚温智磊景毅周良将郑福泉田君(74)专利代理机构北京天达知识产权代理事务所(普通合伙)11386代理人刘镜(51)Int.Cl.G01S7/40(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法及系统(57)摘要本发明涉及一种基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法及系统，属于相控阵雷达技术领域，解决了现有技术中不能有效进行雷达通道间幅相一致性校准的问题。该方法包括：无人机沿雷达阵面的法向飞行，相控阵雷达原始数据为第一～第四通道采集的数据；获取无人机各点迹与雷达的第一距离、第一方位角和第一俯仰角的第一点迹数据集；获取包括无人机各点迹与雷达的第二距离、第二方位角和第二俯仰角的无人机第二点迹数据集；基于第一点迹数据集和第二点迹数据集获取俯仰角偏差和方位角偏差；根据相控阵雷达中某一通道采集数据为基准，根据俯仰角偏差和方位角偏差，计算其他三个通道的最优校准系数；根据最优校准系数对相控阵雷达进行校准。CN114217278ACN114217278A权利要求书1/3页1.一种基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法，其特征在于，包括：开启相控阵雷达，操控无人机沿雷达阵面的法向飞行，获取无人机飞行数据和所述相控阵雷达采集的原始数据；所述相控阵雷达包括第一～第四通道，所述原始数据为所述第一～第四通道采集的数据；基于所述无人机飞行数据以及相控阵雷达位置，获取无人机第一点迹数据集；所述第一点迹数据集包括无人机各点迹与雷达的第一距离、第一方位角和第一俯仰角；基于雷达采集的原始数据获取无人机第二点迹数据集，所述第二点迹数据集包括雷达测量的无人机各点迹与雷达的第二距离、第二方位角和第二俯仰角；基于所述第一点迹数据集和第二点迹数据集获取俯仰角偏差和方位角偏差；根据所述相控阵雷达中某一通道采集数据为基准，根据所述俯仰角偏差和方位角偏差，计算其他三个通道的最优校准系数；根据所述最优校准系数对所述相控阵雷达进行校准。2.根据权利要求1所述的基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法，其特征在于，所述基于所述第一点迹数据集和第二点迹数据集获取俯仰角偏差和方位角偏差，包括：比较所述第一距离和第二距离，在所述第二点迹数据集中依次筛选出与第一点迹数据集中各点迹距离最小的点迹，所述与第一点迹数据集中各点迹距离最小的点迹按照与第一点迹数据集中相应点迹的位置相同的规则形成第三点迹数据集；根据所述第一点迹数据集中各点迹的第一方位角和第一俯仰角，以及第三点迹数据集中与第一点迹数据集中位置相同的各点迹的第二方位角和第二俯仰角，计算各点迹的俯仰角偏差和方位角偏差，计算所述各点迹的俯仰角偏差的平均值作为最终的俯仰角偏差，计算所述各点迹的方位角偏差的平均值作为最终的方位角偏差。3.根据权利要求2所述的基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法，其特征在于，所述第二通道采集的数据相对于第一通道采集的数据存在方位偏差；第三通道采集的数据相对于第一通道采集的数据存在俯仰偏差；第四通道采集的数据相对于第一通道采集的数据存在俯仰偏差和方位偏差。4.根据权利要求3所述的基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法，其特征在于，以第一通道为基准，根据所述俯仰角偏差和方位角偏差，计算第二～第四通道的最优校准系数，包括：通过第一通道和第二通道采集的数据，以及所述方位角偏差，计算所述第二校准系数；通过第一通道和第三通道采集的数据，以及所述俯仰角偏差，计算所述第三校准系数；通过第二通道和第四通道采集的数据、所述俯仰角偏差以及所述第二校准系数，或通过第三通道和第四通道采集的数据、所述方位角偏差以及所述第三校准系数，计算所述第四校准系数；根据所述第二～第四校准系数对所述相控阵雷达采集的原始数据进行校准，根据所述校准后的相控阵雷达原始数据和无人机飞行数据再次计算俯仰角偏差、方位角偏差和校准系数，直至所述俯仰角偏差和方位角偏差稳定，得到最优校准系数；所述第一～第四通道均包括规则排列的n个阵元。5.根据权利要求4所述的基于动态目标的相控阵雷达幅相校准方法，其特征在于，2CN114217278A权利要求书2/3页所述通过第一通道和第i通道采集的原始数据，以及所述方位角偏差，计算所述第i校准系数，其中，i＝2，3，包括：根据所述第一通道和第i通道采集的原始数据，以及相邻阵元在水平/垂直方向上的距离、相控阵雷达波长、第二方位角、方位角偏差、第二俯仰角和俯仰角偏差计算第i幅度系数和第i相位系