一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置，其中，该方法包括：获取根据圆口径天线面沿半径分布的电场值所得到的待优化的适应度函数；利用进化算法，对适应度函数进行优化，得到优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值；利用优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，通过适应度函数还包括的圆口径天线面的电场值与圆整形面的电场值对应关系的函数，确定出优化后的圆整形面沿半径分布的电场值；利用优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值的最大值和次大值，确定优化后的圆整形面沿半径分布的副瓣电平。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置
本专利技术涉及电磁波近场通信
，特别是涉及一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置。
技术介绍
目前现有技术的天线方向图，如图1所示，该天线方向图显示有多个波瓣，最大辐射方向的波瓣称为主瓣11，除主瓣11以外其余波瓣统称为副瓣12。一般为了提高天线辐射的电磁功率密度，尽可能让辐射区的天线辐射的电磁能量集中于主瓣11的辐射方向，所采用的方式就是电磁波NF(nearfield，近场)整形。对于电磁波NF整形的整形程度，可以通过天线的副瓣电平来衡量。也就是，通过天线的副瓣电平反映电磁能量是否集中于主瓣的辐射方向。该天线的副瓣电平为副瓣最大辐射方向上的功率密度与主瓣最大辐射方向上的功率密度之比的对数值。该天线的副瓣电平愈小，则天线辐射的电磁能量愈集中于主辐射方向。目前现有技术可以通过凸优化实现电磁波NF整形，具体步骤如下：获取任一圆口径天线上的多个电场值作为待优化变量；将该待优化变量作为预设待优化矩阵的元素；使用平面波谱模式展开、FFT(FastFourierTransformation，快速傅氏变换)对预设待优化矩阵的元素进行运算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法，其特征在于，包括：获取根据圆口径天线面沿半径分布的电场值所得到的待优化的适应度函数，所述适应度函数包括：对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求最大副瓣电场幅度值的函数，和/或对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求和函数；利用进化算法，对所述适应度函数进行优化，得到优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，该进化算法的输入参数对应的数值包括：待优化变量对应的所述预设数量个的个数、预设种群大小、所述预设迭代次数、所述适应度函数；利用优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，通过所述适应度函数还...

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法，其特征在于，包括：获取根据圆口径天线面沿半径分布的电场值所得到的待优化的适应度函数，所述适应度函数包括：对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求最大副瓣电场幅度值的函数，和/或对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求和函数；利用进化算法，对所述适应度函数进行优化，得到优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，该进化算法的输入参数对应的数值包括：待优化变量对应的所述预设数量个的个数、预设种群大小、所述预设迭代次数、所述适应度函数；利用优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，通过所述适应度函数还包括的圆口径天线面的电场值与圆整形面的电场值对应关系的函数，确定出优化后的圆整形面沿半径分布的电场值；利用优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值的最大值和次大值，确定优化后的圆整形面沿半径分布的副瓣电平。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进化算法为遗传算法或群智能算法。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取圆口径面与圆整形面的对应关系所形成的待优化的适应度函数之前，所述方法还包括：将获取的圆口径天线面沿半径分布的电场值所对应的电场向量中待优化变量作为适应度函数的输入参数，其中，所述电场向量用复数表示，将该复数中的实部和虚部作为待优化变量；获取所述圆口径天线面的辐射近场球坐标系中z轴的观察点与坐标原点距离、所述圆整形面上的任一点与辐射近场球坐标系中坐标原点的连线和z轴的夹角、所述圆口径天线面的半径、所述辐射近场球坐标系中圆整形面上的任一点到所述圆整形面的中心之间的距离、自由空间波数、所述圆整形面沿半径分布的电场位置向量、圆口径天线面上任一点到该圆口径天线面的圆心的距离，建立所述圆口径天线面的电场值与所述圆整形面的电场值的对应关系的函数；对所述圆口径天线面的电场值与所述圆整形面的电场值的对应关系的函数中的圆整形面的电场值的参数进行复数取模，得到圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的幅度值向量；建立所述圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的电场幅度值向量的归一化函数；建立对归一化的电场幅度值向量求最大副瓣电场幅度值的函数，将所述求最大副瓣电场幅度值的函数作为适应度函数的输出函数；和/或建立对归一化的电场幅度值向量求和函数，将所述求和函数作为适应度函数输出函数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，建立的所述圆口径天线面的电场值与所述圆整形面的电场值的对应关系的函数，包括：其中，EF(z，r)为圆整形面沿半径分布的电场值，EA(ρ)为圆口径天线面沿半径分布的电场值，r为所述圆口径天线面的辐射近场球坐标系中的圆整形面上任一点到圆整形面的中心的距离，z为圆口径天线面的辐射近场球坐标系中z轴的观察点与坐标原点距离，θ是圆整形面上的任一点与辐射近场球坐标系中坐标原点的连线和z轴的夹角，ρ是圆口径天线面上任一点到所述圆口径天线面的圆心的距离，a为圆口径天线面的半径，k＝2π/λ为所述自由空间波数，λ为波长，J0()为零阶贝塞尔函数。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述确定出优化后的圆整形面沿半径分布的电场值之后，所述的方法还包括：对所述优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值进行归一化，得到优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的归一化的电场...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫民，刘元安，高华强，吴永乐，苏明，于翠屏，黎淑兰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11