[發明專利]一種陣列天線的波束賦形方法及陣列天線在審
| 申請號： | 202010534885.9 | 申請日： | 2020-06-12 |
| 公開（公告）號： | CN111767645A | 公開（公告）日： | 2020-10-13 |
| 發明（設計）人： | 吳韋;黃曉明;張殿輝 | 申請（專利權）人： | 鵬城實驗室 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06N3/12;H01Q21/00 |
| 代理公司： | 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268 | 代理人： | 溫宏梅 |
| 地址： | 518000 廣東省深圳*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 陣列 天線 波束 賦形 方法 | ||
1.一種陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，包括：
確定指定區域內陣列天線的波束賦形設計目標及約束條件，并根據所述波束賦形設計目標及約束條件構建優化問題；
根據所述優化問題確定波束賦形天線模型及優化參數；
利用優化算法對所述波束賦形天線模型中的優化參數進行迭代優化，直至迭代優化后得到的優化參數輸入至HFSS仿真模型后，輸出的天線方向圖與滿足波束賦形設計目標。
2.根據權利要求1所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述優化參數為各個陣列天線單元的幅度和相位。
3.根據權利要求2所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述利用優化算法對所述波束賦形天線模型中的優化參數進行迭代優化，直至迭代優化后得到的優化參數輸入至HFSS仿真模型后，輸出的天線方向圖與滿足波束賦形設計目標的步驟包括：
利用優化算法對所述波束賦形天線模型中的各個陣列天線單元的幅度和相位進行優化；
將優化出的所述幅度和相位輸入HFSS仿真軟件中的HFSS仿真模型；
判斷HFSS仿真模型輸出的天線方向圖是否滿足所述波束賦形設計目標；
若不滿足，則計算所述HFSS仿真模型輸出的天線方向圖中主瓣和副瓣的影響權值，并根據所述影響權值調整所述優化算法中與所述的主瓣和副瓣相對應的系數權值；
根據調整后的所述系數權值，重復利用優化算法對所述波束賦形天線模型中的各個陣列天線單元的幅度和相位進行優化的步驟，直至判斷出HFSS仿真模型輸出的天線方向圖滿足所述波束賦形設計目標。
4.根據權利要求3所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述判斷HFSS仿真模型輸出的天線方向圖是否滿足所述波束賦形設計目標的步驟包括：
判斷水平、垂直方向半功率波束寬度差異是否在預設角度范圍內，指定角度的下副瓣電平低于預設第一電平閾值，上副瓣電平低于預設第二電平閾值。
5.根據權利要求1-4任一項所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述確定指定區域內陣列天線的波束賦形設計目標及約束條件的步驟包括：
根據指定區域內陣列天線的水平、垂直方向半功率波束寬度、天線下傾角、下副瓣角度及其電平和上副瓣電平，確定波束賦形設計目標及約束條件。
6.根據權利要求5所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述優化問題的函數表達式為：
min||f(α，θ)-Ftarget||2
θ∈θ3dB
其中，α，θ分別為波束賦形天線方向圖的幅度和俯仰角，αi和αj為陣列天線中的任意兩個不同陣列天線單元的幅度，θi為陣列天線中任意陣列天線單元的相位,d為陣列天線中天線單元之間的間距，k為波數，N為陣列天線中單元的個數，θ3dB為垂直方向半功率波瓣寬度，N為正整數。
7.根據權利要求1-4任一項所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，所述優化算法為遺傳算法、粒子群優化算法或者基于遺傳算法和粒子群優化算法的混合優化算法。
8.根據權利要求1-4任一項所述的陣列天線的波束賦形方法，其特征在于，確定出的波束賦形設計目標及約束條件為：
其中，θ為天線的俯仰角。
9.一種陣列天線，其特征在于，利用如權利要求1-8任一項所述的陣列天線的波束賦形方法進行波束賦形。
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