1.一种无人机集群的线性稀疏阵列波束性质分析方法,其特征在于,包括以下步骤:采用无人机编队构成近场稀疏天线阵列,阵列沿x轴等间隔线性分布,且阵元间距大于半波长;采用各阵元接收信号相对阵列中心处接收信号的相位差,构建近场条件下阵列信号模型;对阵元到辐射源间的距离在x=0处做泰勒级数展开,对阵列信号模型中各阵元信号的相位差函数进行近似处理,将阵列信号模型近似为线性调频信号在阵元处的采样输出,获取矩形波形式的阵列信号模型表达式;对近场波束形成在x=0处泰勒展开,基于矩形波形式的阵列信号模型表达式,简化近场波束形成,其中,简化后的近场波束形成为在空间-频率二维域内采用滤波器对接收信号进行脉冲压缩处理形成;根据从空间欠采样导致信号频谱折叠的特性,利用奈奎斯特采样定理获取多元稀疏阵列的栅瓣分布方程;利用阵列信号为线性调频信号在阵元处的采样输出特性,获取栅瓣的中心频率和栅瓣指向对应信号的带宽;结合多元稀疏阵列的栅瓣分布方程、栅瓣的中心频率和栅瓣指向对应信号的带宽,获取栅瓣的位置;其中,栅瓣的位置由坐标系中栅瓣与y轴正半轴所成的夹角、栅瓣与阵列中心的距离表征;坐标系以阵列中心为原点,x轴为阵列所在直线;y轴为阵列中垂线所在直线;或在阵元个数为两个时,将两阵元看作双曲线的交点,通过双曲线簇的性质计算栅瓣的x轴坐标;其中,简化后的波束形成表达式为:其中, 为s(x)的脉冲压缩滤波函数;N为阵元数目;其中,矩形波形式的阵列信号模型表达式为:其中,rect(·)为矩形脉冲函数,rect(x/L)为线性调频信号的脉冲宽度等于阵列天线的总长度L;x为阵元的横坐标;k=2π/λ为波数;λ为信号波长;j为虚数单位;R为辐射源到阵列中心的距离; A代表辐射源发送信号的辐射幅度; f 为辐射信号频率;t为时间;x n 为阵元n的横坐标;θ t 为感兴趣目标与阵列中心的连线和y轴的夹角;小角标t代表感兴趣目标。
2.根据权利要求1所述的线性稀疏阵列波束性质分析方法,其特征在于,所述栅瓣的位置为:其中,θ I 为波束主瓣位置与阵列中心连线和y轴的夹角;R I 为波束主瓣位置到阵列中心的距离;θ m 为波束第m个栅瓣位置与阵列中心连线和y轴的夹角;R m 为波束第m个栅瓣位置到阵列中心的距离。
3.一种无人机集群的线性稀疏阵列波束性质分析装置,其特征在于,包括:无人机,用于通过设置其N架构建近场稀疏天线阵列,所述阵列沿x轴等间隔线性分布,且阵元间距大于半波长;阵列信号模型的获取系统,用于采用各阵元接收信号相对阵列中心处接收信号的相位差,构建近场条件下阵列信号模型;对阵元到辐射源间的距离在x=0处做泰勒级数展开,对阵列信号模型中各阵元信号的相位差函数进行近似处理,将阵列信号模型近似为线性调频信号在阵元处的采样输出,获取矩形波形式的阵列信号模型表达式;近场波束形成系统,用于对近场波束形成在x=0处泰勒展开,简化近场波束形成,其中,简化后的近场波束形成为在空间-频率二维域内采用滤波器对接收信号进行脉冲压缩处理形成;栅瓣位置获取系统,用于根据从空间欠采样导致信号频谱折叠的特性,利用奈奎斯特采样定理获取多元稀疏阵列的栅瓣分布方程;利用阵列信号为线性调频信号在阵元处的采样输出特性,获取栅瓣的中心频率和栅瓣指向对应信号的带宽;结合多元稀疏阵列的栅瓣分布方程、栅瓣的中心频率和栅瓣指向对应信号的带宽,获取栅瓣的位置;其中,栅瓣的位置由坐标系中栅瓣与y轴正半轴所成的夹角、栅瓣与阵列中心的距离表征;坐标系以阵列中心为原点,x轴为阵列所在直线;y轴为阵列中垂线所在直线;或在阵元为两个时,用于将两阵元看作双曲线的交点,通过双曲线簇的性质计算栅瓣的x轴坐标;其中,简化后的波束形成表达式为:其中, 为s(x)的脉冲压缩滤波函数;N为阵元数目;其中,矩形波形式的阵列信号模型表达式为:其中,rect(·)为矩形脉冲函数,rect(x/L)为线性调频信号的脉冲宽度等于阵列天线的总长度L;x为阵元的横坐标;k=2π/λ为波数;λ为信号波长;j为虚数单位;R为辐射源到阵列中心的距离; A代表辐射源发送信号的辐射幅度; f 为辐射信号频率;t为时间;x n 为阵元n的横坐标;θ t 为感兴趣目标与阵列中心的连线和y轴的夹角;小角标t代表感兴趣目标。
4.根据权利要求3所述的线性稀疏阵列波束性质分析装置,其特征在于,所述栅瓣的位置为:其中,θ I 为波束主瓣位置与阵列中心连线和y轴的夹角;R I 为波束主瓣位置到阵列中心的距离;θ m 为波束第m个栅瓣位置与阵列中心连线和y轴的夹角;R m 为波束第m个栅瓣位置到阵列中心的距离。