[發明專利]大規模陣列天線的散射場獲取方法

在審

• 申請號: 202111661564.6
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114398588A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 張帥;李天瑞;周肖;宋子璇;王澤溥;邢日麗;趙宇龍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種大規模陣列天線的散射場獲取方法，其特征在于：包括：

(1)從A行B列的待計算大規模陣列天線中，選取其相鄰的a行b列作為子陣，采集該子陣的散射場并將其從坐標原點平移至該子陣中第l個天線單元的物理中心位置，得到平移后的散射場其中分別為子陣在雙站模式和單站模式下的散射場數據，分別為雙站模式和單站模式下平移后的散射場，A、B、a、b均為整數，且1≤a≤A，1≤b≤B，θ為測量空間直角坐標系中的俯仰角，為測量空間直角坐標系中的方位角；

(2)對平移后的散射場進行如下球面波展開：

其中，s表示出射波，a表示入射波，TE表示橫電波，TM表示橫磁波，m和n為有極限的模態指數，n取值為1～∞，m取值為0～∞；為m·n項橫電波TE出射波模式，為m·n項橫電波TE入射波模式，為m·n項橫磁波TM出射波模式，為m·n項橫磁波TM入射波模式；為雙站模式下橫電波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫電波TE入射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫磁波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫磁波TE入射波的m·n項球面波展開系數；為單站模式下橫電波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫電波TE入射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫磁波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫磁波TE入射波的m·n項球面波展開系數，j為虛數符號；

(3)計算球面波四種基本模式對應的系數并根據這些系數計算第l個天線單元的雙站模式下的散射場和單站模式下的散射場

(4)重復(1)至(3)，獲取子陣中全部天線單元的散射場數據；

(5)將a行b列的子陣擴展至A行B列，獲取子陣各單元與大規模陣列天線各單元間的相對平移量：

其中，為大規模陣列天線第X行單元的行位移量，為大規模陣列天線第Y列單元的列位移量，為大規模陣列天線第X行第Y列單元的總位移量；

(6)通過空間相位補償，計算大規模陣列天線每個單元在不同模式下的第X行第Y列散射場：

雙站模式下的散射場

單站模式下的散射場

其中，上標s表示散射場，j為虛數符號，為散射波矢量，為入射波矢量；

(7)根據場疊加原理，獲取不同模式下大規模陣列天線總散射場：

雙站模式下的總散射場E_d^s(θ,φ)：

單站模式下的總散射場E_s^s(θ,φ)：

2.根據權利要求1所述的方法,其中(3a)計算球面波四種基本模式對應的系數雙站模式下，公式如下:

單站模式下，公式如下:

其中，s表示出射波，a表示入射波，TE表示橫電波，TM表示橫磁波，m和n為有極限的模態指數，n取值為1～∞，m取值為0～∞；為m·n項橫電波TE出射波模式，為m·n項橫電波TE入射波模式，為m·n項橫磁波TM出射波模式，為m·n項橫磁波TM入射波模式；為雙站模式下橫電波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫電波TE入射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫磁波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為雙站模式下橫磁波TE入射波的m·n項球面波展開系數；為單站模式下橫電波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫電波TE入射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫磁波TE出射波的m·n項球面波展開系數，為單站模式下橫磁波TE入射波的m·n項球面波展開系數，j為虛數符號。