[發(fā)明專利]無柵瓣寬角掃描混合陣列超稀疏布局方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611211602.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN106654601B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉顏回;楊晶;羅阡珂;徐開達(dá);黃鑫;唐益民;劉洋;甘建超;楊善國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q21/00
• 分類號(hào): H01Q21/00;G06N3/12
• 代理公司: 35200 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 馬應(yīng)森

無柵瓣寬角掃描混合陣列超稀疏布局方法，涉及天線。采用二級(jí)非均勻間隔子陣的混合陣列超稀疏布局方法，即在子陣內(nèi)采用模擬多波束形成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)陣元配置不同的相移量，使得子陣波束實(shí)現(xiàn)寬角空域掃描。對(duì)若干個(gè)子陣進(jìn)行非均勻間隔的布局構(gòu)成總陣，每個(gè)子陣輸出后再進(jìn)行模/數(shù)采樣，單個(gè)子陣僅需要一個(gè)數(shù)字通道，從而大大地減少通道數(shù)目。采用遺傳算法優(yōu)化子陣內(nèi)以及子陣間的間距，最小間距可控，可以抑制在寬角掃描情況下的副瓣和柵瓣電平，獲得陣元平均間距和最小間距均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于半個(gè)波長(zhǎng)的混合陣列稀疏布局?；旌舷∈桕嚵械淖雨嚥捎孟嗤慕Y(jié)構(gòu)，因而具有易加工、易裝配、易批量生產(chǎn)、低成本的特點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天線，尤其是涉及雷達(dá)、通信及電子對(duì)抗領(lǐng)域中的無柵瓣寬角掃描混合陣列超稀疏布局方法。

背景技術(shù)

相對(duì)于傳統(tǒng)射頻波束合成陣列，數(shù)字波束形成(DBF)陣列具有波束靈活、抗干擾能力強(qiáng)、同時(shí)多波束等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，然而其所需的數(shù)字通道價(jià)格較為昂貴，在一定程度上限制了DBF陣列的應(yīng)用。特別是，對(duì)于高增益窄波束的電大尺寸DBF陣列，按照傳統(tǒng)的半波長(zhǎng)間隔布局方法，其所需的數(shù)字通道數(shù)量巨大。例如，一個(gè)工作在3GHz的10m長(zhǎng)的DBF陣列，其數(shù)字通道數(shù)目可達(dá)200個(gè)。因此，如何降低所需的數(shù)字通道數(shù)量，成為大型DBF陣列的關(guān)鍵問題。

文獻(xiàn)1和2對(duì)方向圖綜合技術(shù)進(jìn)行了研究，目前針對(duì)稀疏陣列方向圖的綜合主要是陣元稀疏的稀疏陣列(參見文獻(xiàn)2～7)，利用遺傳算法，粒子群算來解決陣元稀疏的稀疏陣列方向圖綜合問題，取得了較好的結(jié)果。在文獻(xiàn)3中對(duì)陣列大小為200個(gè)的陣元，稀布率為0.77～0.83的稀疏陣列模型進(jìn)行了分析；文獻(xiàn)4在此基礎(chǔ)上利用遺傳算法先對(duì)天線單元位置進(jìn)行稀疏化，來壓低副瓣電平，然后進(jìn)一步用遺傳算法對(duì)單元的激勵(lì)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步降低副瓣電平；文獻(xiàn)5考慮了稀疏陣列綜合中波束寬度對(duì)副瓣電平的影響，得到了保證最小主瓣波束寬度和副瓣電平的優(yōu)化結(jié)果。文獻(xiàn)6在遺傳算法的優(yōu)化過程中移除對(duì)陣列性能貢獻(xiàn)最小的陣元，使得陣列能夠在使用更少陣元的情況下綜合波束方向圖，降低陣列的制造復(fù)雜度和成本。文獻(xiàn)7為了解決分布式星載陣列方向圖高柵瓣電平的問題，提出了基于相同子陣的稀疏陣列方向圖綜合算法，并進(jìn)行了仿真，實(shí)現(xiàn)了對(duì)稀疏陣列方向圖柵瓣的抑制。上述的方法雖然都將所需陣元數(shù)目減少，但是對(duì)于大型陣列而言仍然需要較多的數(shù)字通道,導(dǎo)致陣列的制造復(fù)雜度高、成本昂貴。

參考文獻(xiàn)：

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