An array antenna shaped beam synthesis method with controllable excitation range and dynamic range relates to an array antenna. Antenna arrays shaped power pattern synthesis problem will stimulate the controllable amplitude dynamic range is expressed as a mathematical model; introducing auxiliary variables are the array excitation amplitude dynamic range ratio constraint equation transformation, equivalent to the constraint on each element excitation square form; power constraints of the shaped beam main lobe and side lobe are converted to the trace of a matrix in the form of Tr (-) DRR, while the constraint element excitation is expressed as the form of constraint matrix trace; since the problem is non convex problem is a typical nonlinear, some non convex constraints are relaxed, at the same time to control the relaxation by some other means thus, the non convex problem into a convex problem, then using the eigenvalue decomposition method, which can satisfy the requirements of excitation amplitude distribution.
【技术实现步骤摘要】
一种激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形波束综合方法
本专利技术涉及阵列天线,尤其涉及一种激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形波束综合方法。
技术介绍
阵列天线的赋形波束方向图在雷达、通信等领域的应用越来越广泛。近年来,关于阵列天线波束赋形的综合问题已存在许多研究。但是,由于赋形波束综合相比聚焦波束更加复杂,目前大部分的研究是对激励幅度和相位同时进行优化,并且没有对激励幅度动态范围进行控制,从而取得期望的赋形方向图[1-2]。相比唯相位优化,对激励的幅度和相位同时进行优化会有更多的自由度,也更容易达到所期望的方向图。但是,幅相同时优化通常会产生一个很大的激励幅度动态范围比(dynamicrangeratio/DRR),这对于阵列馈电系统就会有更高的要求。在实际应用中,如果能够控制激励幅度的波动范围,便可以简化馈电网络设计的复杂性,并且还能够减少传输功率损耗、降低方向图对激励实现误差的敏感度[3]。因此,研究激励幅度动态范围可控的阵列综合十分有意义。目前在阵列综合中有考虑到DRR影响的更多是聚焦波束综合[4],而将赋形波束综合与DRR的控制相结合的研究却很少。中国专利201010575528.3公开了一种赋形可变波束阵列天线的波束赋形方法[5],该方法将传统阵列天线的赋形功能和波束扫描功能结合,利用子阵划分的方式,实现固定赋形波束兼可动波束。中国专利201510361848.1公开了一种阵列天线波束赋形方法[6],该方法在基于粒子群算法的基础上,实现激励幅度不变时仅通过相位的改变来实现远场赋形波束变化。中国专利201510659397.X公开了一种阵列天线、阵列 ...
【技术保护点】
一种激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形波束综合方法,其特征在于包括以下步骤:1)将激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形功率方向图综合问题表述为数学模型;2)引入辅助变量ξ,将阵列激励幅度动态范围比的约束进行等式变换,等效为对每一个阵元激励平方形式的约束;3)将赋形波束主瓣和旁瓣的功率约束条件分别转化为矩阵的迹的形式Tr(·),同时将阵元激励的DRR约束也表达为矩阵迹的约束形式;4)将非凸问题转化为凸问题,利用特征值分解法进行求解,最终得到满足要求的激励幅度分布。
【技术特征摘要】
1.一种激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形波束综合方法,其特征在于包括以下步骤:1)将激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形功率方向图综合问题表述为数学模型;2)引入辅助变量ξ,将阵列激励幅度动态范围比的约束进行等式变换,等效为对每一个阵元激励平方形式的约束;3)将赋形波束主瓣和旁瓣的功率约束条件分别转化为矩阵的迹的形式Tr(·),同时将阵元激励的DRR约束也表达为矩阵迹的约束形式;4)将非凸问题转化为凸问题,利用特征值分解法进行求解,最终得到满足要求的激励幅度分布。2.如权利要求1所述的一种激励幅度动态范围可控的阵列天线赋形波束综合方法,其特征在于在步骤1)中,所述数学模型为:其中,为阵列方向图函数,w为阵列激励组成的列向量,lSB和uSB分别为方向图在赋形区域ΩSB内波动的上下限约束;ρSL为方向图旁瓣区域ΩSL内的上边界约束;DRR(w)为激励幅度波动范围的动态比函数;Dmax是天线设计人员所设...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘颜回,白晶晶,张正鸿,张浩斌,游鹏飞,王亮,
申请(专利权)人:厦门大学,中国电子科技集团公司第二十九研究所,
类型:发明
国别省市:福建,35
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