[發明專利]一種激勵幅度動態范圍可控的陣列天線賦形波束綜合方法

有效

• 申請號: 201611200995.1
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106650097B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 劉顏回;白晶晶;張正鴻;張浩斌;游鵬飛;王亮
• 申請（專利權）人: 廈門大學;中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01Q3/28;H01Q21/00;G06F111/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森;曾權

1.一種激勵幅度動態范圍可控的陣列天線賦形波束綜合方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將激勵幅度動態范圍可控的陣列天線賦形功率方向圖綜合問題表述為數學模型，所述數學模型為：

其中，為陣列方向圖函數，w為陣列激勵組成的列向量，l_SB和u_SB分別為方向圖在賦形區域Ω_SB內波動的上下限約束；ρ_SL為方向圖旁瓣區域Ω_SL內的上邊界約束；DRR(w)為激勵幅度波動范圍的動態比函數；D_max是天線設計人員所設定的激勵幅度波動閾值，上述賦形功率方向圖綜合問題，具有非線性非凸的特性；

2)引入輔助變量ξ，將陣列激勵幅度動態范圍比的約束進行等式變換，等效為對每一個陣元激勵平方形式的約束；

3)將賦形波束主瓣和旁瓣的功率約束條件分別轉化為矩陣的跡的形式Tr(·)，同時將陣元激勵的DRR約束也表達為矩陣跡的約束形式：

首先，對于賦形功率方向圖的表述如下：

式中Q＝A^TA

其中，Q為半正定矩陣，為實數矢量，A＝[Re(s^T),-Im(s^T),0；Im(s^T),Re(s^T),0]；

相應的，陣列激勵組成的列向量w，輔助變量ξ采用以下公式：

其中，Q_n、Q_ξ1、Q_ξ2為相應的對稱矩陣，具體如下：

對于任意的實對稱矩陣Q和實數矢量都有其中是一個秩為1的半正定對稱矩陣，即rank(W)＝1，并且W≥0；

步驟1)中所述激勵幅度動態范圍可控的陣列天線賦形功率方向圖綜合問題最終表示為：尋找W，使之滿足以下約束條件：

4)將非凸問題轉化為凸問題，利用特征值分解法進行求解，最終得到滿足要求的激勵幅度分布。

2.如權利要求1所述的一種激勵幅度動態范圍可控的陣列天線賦形波束綜合方法，其特征在于在步驟2)中，所述引入輔助變量ξ，將陣列激勵幅度動態范圍比的約束進行等式變換，等效為對每一個陣元激勵平方形式的約束的具體方法為：

將激勵幅度動態范圍比DRR進行變換，轉化為對每一個陣元激勵的約束；

激勵幅度的動態范圍比定義為

其中，DRR(w)為激勵幅度波動范圍的動態比函數；w為陣列激勵組成的列向量，w_n即為第n個陣元對應的激勵；

將DRR的約束轉化為平方形式的約束，即

其中，D_max是天線設計人員所設定的閾值；

引入一個輔助參數ξ，轉化為對每一個陣元激勵的約束ξ²≤|w_n|≤D_max²·ξ²，從而求解的未知量中既包括所要優化的陣元激勵幅度和相位，也包括輔助變量ξ。