一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备技术

本发明专利技术公开了一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备，所述方法包括：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。本发明专利技术提供的上述方法，解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子
，特别涉及一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备。
技术介绍
副瓣电平是相控阵列天线的一个十分重要的指标，在很大程度上，它决定了天线的抗干扰与抗杂波等战术指标。天线副瓣电平的理论值由天线孔径的照射函数决定。实现相控阵列天线低副瓣的加权算法有幅度加权、密度加权、相位加权，也可以采用它们的混合加权方法；为获得所需的天线副瓣电平，阵列中各天线单元的激励电流的幅度应按照一定的照射函数(如汉明分布，泰勒分布)进行变化，该方法称为幅度加权法。对于有源相控阵列天线，由于每个天线阵元接收到的信号，先经过发射/接收组件(T/R组件)中的低噪声放大器后，才经过衰减器进行衰减，由此带来的接收天线增益的损失很小，因此容易实现幅度加权。由于制造和安装公差等原因，各天线单元之间信号的幅度与相位存在一定的不一致性，而且这种不一致性会随着相控阵列天线的指向和信号频率的变化而变化；直接根据一定的照射函数进行幅度加权，天线方向图的性能参数无法满足需求，如副瓣电平太高、指向偏差、以及差波束零深往往达不到期望值等，在一定程度上影响了天线的抗干扰和单脉冲测角精度等战术指标。相控阵列天线在灌封之后，基本无法做任何调整和修改，一般只能通过调整T/R组件的衰减值和移相值来最大限度的优化天线方向图的性能参数。但是，通过人工方式逐个频点、角度的调整T/R组件的衰减值和移相值是十分麻烦和耗时；因此，利用相控阵列天线的天线方向图和T/R不同衰减和移相的实测值，通过计算机仿真的方式寻找最优的幅度加权值，进而达到优化方向图性能参数如副瓣电平、指向、差波束零深以及波束宽度等的目的，将大幅提高效率和节约大量人力成本。天线最优化问题中的目标函数或者约束条件大多是多参数、非线性、不可微、甚至不连续，基于梯度的寻优技术的传统数值优化方法无法有效地求解该类问题。而启发式的优化方法，如遗传算法，通常比较复杂，收敛速度慢。进一步，由于T/R组件衰减器精度误差、相控阵天线阵元之间的差异以及外部信号干扰等因素引起的天线和差方向图性能参数不满足实际需求。所以，现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备，用于解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。本专利技术实施例一方面提供了一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。可选的，所述确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数，具体为：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。可选的，所述调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。可选的，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。可选的，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。本专利技术实施例另一方面提供一种电子设备，包括：存储单元，用于存储至少一个程序模块；至少一个处理器，所述至少一个处理器通过获得并运行所述至少一个程序模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。可选的，所述至少一个处理器还用于：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。可选的，所述至少一个处理器还用于：确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。可选的，所述至少一个处理器还用于：在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。可选的，所述至少一个处理器还用于：在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。本专利技术实施例另一方面提供一种电子设备，包括：第一确定单元，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；第二确定单元，用于确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；第一调整单元，用于调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；第三确定单元，用于基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：1、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向的技术手段。这样，在进行相控阵列天线方向图性能参数优化时，通过将天线单个阵元的方向图和T/R组件的各个衰减对应的增益结合在一起，直接合成和差方向图，将相控阵列天线的和差方向图的各性能参数形成一个目标函数；调整T/R组件的衰减值，根据目标函数的变化值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，优化方向图的各性能参数。所以，能有效解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题，实现大幅缩减天线暗室测试和修正幅度加权码的时间，在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数，具有可观的经济效益。2、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。

【技术特征摘要】
1.一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数，具体为：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。4.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。5.如权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。6.如权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。7.一种电子设备，包括：存储单元，用于存储至少一个程序模块；至少一个处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏，吴晓红，王红林，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51