[發明專利]一種基于貝塞爾函數的稀布同心圓環陣的設計方法

有效

• 申請號: 201610188468.7
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105760632B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 趙曉雯;張云華;楊青山
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王蔚

本發明提供了一種基于貝塞爾函數的稀布同心圓環陣的設計方法，所述方法包括：以稀布同心圓環陣的圓環半徑為優化參數，隨機產生若干個雜草個體，構成初始種群；對于每個雜草個體，根據圓環半徑確定圓環上的最小陣元數，從而確定稀布圓環陣的峰值副瓣電平，作為該雜草個體的適應度值；由此對每個雜草個體產生種子；將由優化變量圓環半徑所組成的子代個體與其父代個體放在一起組成新的種群，對該種群中的所有個體按照適應度值從小到大進行排序，僅保留前指定數量的個體作為下一輪進化的初始種群，淘汰掉其余個體；反復進行該過程，直到滿足迭代終止條件，輸出最后一個種群中的最優個體。

技術領域

本發明涉及雷達、射電天文以及衛星通信領域，尤其涉及一種基于貝塞爾函數的稀布同心圓環陣的設計方法。

背景技術

同心圓環陣因其方位向無變化覆蓋以及360°的方位向掃描能力而被廣泛地應用于雷達、射電天文以及衛星通信(參考文獻[1]：O.M.Bucci,S.Perna,and D.Pinchera,Synthesis of Isophoric Sparse Arrays Allowing Zoomable Beams and ArbitraryCoverage in Satellite Communications,IEEE Trans.Antennas Propagat,vol.63,pp.1445-1457,2015)等領域中。均勻同心圓環陣是指無激勵加權的情況下，同心圓環上的陣元均勻分布，且同心圓環沿著徑向也均勻分布。盡管均勻同心圓環陣陣列結構簡單，其方向圖具有高方向性系數和很好的圓對稱特性，但其峰值旁瓣電平最好情況下也高達-17.5dB。眾所周知，要降低均勻陣的峰值旁瓣電平，主要有兩種方式：一是幅度加權，二是位置加權。但幅度加權勢必會使饋電網絡復雜化，并且當陣列作為發射天線時，非均勻激勵會使發射前端的所有放大器無法工作在同一最佳狀態，從而降低了整個陣列的輻射效率(參考文獻[2]：O.M.Bucci,T.Isernia,and A.F.Morabito,An effective deterministicprocedure for the synthesis of shaped beams by means of uniform-amplitudelinear sparse arrays,Antennas and Propagation,IEEE Transactions on,vol.61,pp.169-175,2013)。然而，在均勻激勵的情況下，采用位置加權即非均勻布陣的方式，不僅可以實現副瓣電平的降低而且也在一定程度上可以減少陣列天線所需的陣元數目，簡化饋源網絡，減輕天線重量，從而實現了整個天線系統造價和成本的降低。