[發明專利]一種基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列的構建方法

有效

• 申請號: 201910074056.4
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109818157B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 楊仕文;馬彥鍇;肖仕偉;陳益凱;屈世偉;胡俊
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q21/29;H01Q1/50
• 代理公司: 51229 成都正華專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列的構建方法，其包括以下步驟：S1、根據天線規模以熵最大為條件排布不規則子陣；S2、使功分器輸入端口通過等長度的帶狀線與T/R組件端口一一對應連接；S3、獲取各個子陣的有源方向圖；S4、根據各個子陣的有源方向圖進行幅相加權綜合出總體方向圖，并對總體方向圖進行優化，構建完成基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列。本發明的整個饋電網絡均采用帶狀線的形式，加工在多層微波電路板內，幾乎不增加整個陣列的剖面高度，卻能夠實現端口功率分配，且保證了各個輸出端口幅度相位的一致性。本發明克服了緊耦合陣列單元間距小于半波長的缺點，利于工程應用，適用性強。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體涉及一種基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列的構建方法。

背景技術

相控陣天線因能夠通過改變相位以實現波束掃描，在雷達和通信領域中得到了廣泛的應用，但同時由于每個單元都需要連接一個T/R組件，大大增加了天線制造成本。上世紀八九十年代，采用稀疏陣的組織架構，但增益下降顯著，不利于工程實現。R.J.Mailloux，Andrea Massa等人提出了采用不規則子陣的方法來實現T/R組件縮減，這種方案的優勢在于在節省T/R組件的同時，增益下降并不是很明顯，但由于優化問題過于復雜，他們的方案只能實現一維掃描，在工程上適用性較差。申請號為CN107230843A的專利中采用了類似的方案，實現了二維掃描，但是掃描性能不強，兩個單元組成的子陣在20×20的陣面下以0.7個波長間距布陣，只能實現±20°的二維掃描，該方案還沒有完全發揮不規則子陣的掃描優勢，在工程上適用性較差。申請號為CN108808266A的專利中提出了基于最大熵原則的不規則子陣排布方法，但針對的是四維天線陣，需要在時間維組陣，而且也沒有提出具體的工程實現方案。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列的構建方法解決了現有不規則子陣排布方法適用性差的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列的構建方法，其包括以下步驟：

S1、根據天線規模以熵最大為條件排布不規則子陣；

S2、獲取與每個不規則子陣相連接的功分器輸入端口的位置，使功分器輸入端口通過等長度的帶狀線與T/R組件端口一一對應連接；

S3、獲取功分器輸入端口與T/R組件端口連接后各個子陣的有源方向圖；

S4、根據各個子陣的有源方向圖進行幅相加權綜合出總體方向圖，并對總體方向圖進行優化，構建完成基于不規則子陣的緊耦合超寬帶天線陣列。

進一步地，步驟S1的具體方法為：

根據天線單元形式確定天線陣列規模，根據天線規模以熵最大為條件確定不規則子陣排布方案，其優化目標及約束條件分別為：