辐射线阵的设计方法技术

本发明专利技术实施例提供一种辐射线阵的设计方法，包括以下步骤：提供一条经初始设计而得的仿真辐射线阵；以从仿真辐射线阵的末端开始的第一个调试单元作为待调试辐射线阵，调整第一个调试单元以使第一个调试单元的阵元处于谐振状态而完成调试；完成调试后，将待调试辐射线阵扩展至邻接的一个调试单元形成新的待调试辐射线阵，调整新扩展的调试单元使新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使最大相位差值降至小于预定相位差值且使前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试，重复本步骤；将所有调试单元均完成调试的待调试辐射线阵确定为辐射线阵成品。本实施例能通用高效设计辐射线阵。

Design method of radiation line array

The embodiment of the invention provides a design method of radiation linear array, which includes the following steps: providing a simulation radiation linear array obtained through initial design; taking the first debugging unit starting from the end of the simulation radiation linear array as the radiation linear array to be debugged, adjusting the first debugging unit to make the array unit of the first debugging unit in resonance state and completing debugging; after debugging, Expand the radiation array to be debugged to an adjacent debugging unit to form a new radiation array to be debugged, adjust the newly expanded debugging unit to make the array element of the newly expanded debugging unit in resonance state, adjust the array element and feeder size in the previous debugging unit of the newly expanded debugging unit to reduce the maximum phase difference to less than the predetermined phase difference and make the previous debugging unit's When the array element is in resonance state, the debugging is completed again, and this step is repeated; the radiation array to be debugged that all debugging elements have completed debugging is determined as the finished product of the radiation array. The embodiment can be used for general and efficient design of radiation line array.

【技术实现步骤摘要】
辐射线阵的设计方法
本专利技术实施例涉及微带阵列天线
，尤其涉及一种辐射线阵的设计方法。
技术介绍
微带阵列天线通常包括辐射线阵以及为每条辐射线阵馈电的功率分配器，每条辐射线阵包括多个阵元以及连接各个阵元的馈线。现有的辐射线阵的设计方法通常是：首先根据设计需求确定辐射线阵的介质基板的材料及厚度、辐射线阵所包含的阵元的形状、数量、尺寸以及馈线的尺寸，随后对辐射线阵各部分的尺寸进行调整使辐射线阵的方向图和阻抗特性满足预定指标。但是，在实际设计调试时，由于辐射线阵的方向图的控制与阻抗特性存在相互影响，若只对方向图设计会导致辐射线阵的端口输入阻抗虚部较大，导致端口无法有效匹配，最后严重影响能量有效辐射；因此，在具体设计时，设计人员只能反复的对辐射线阵各部分的尺寸进行调整，设计难度较大，而且随着辐射线阵所包含的阵元数量增加，调整过程也会成倍增长，严重影响了微带阵列天线的设计制造。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种辐射线阵的设计方法，能通用、高效的设计满足需求的辐射线阵。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供以下技术方案：一种辐射线阵的设计方法，包括以下步骤：提供一条经初始设计而得的仿真辐射线阵，所述仿真辐射线阵包括多个由馈线依次串联的阵元，每个阵元和所述每个阵元靠仿真辐射线阵的输入端一侧相连的一段馈线构成一个调试单元；以从所述仿真辐射线阵的与输入端相对的末端开始的第一个调试单元作为待调试辐射线阵，调整第一个调试单元中的阵元和馈线的尺寸以使第一个调试单元的阵元处于谐振状态而完成调试；完成调试后，将待调试辐射线阵扩展至邻接的一个调试单元形成新的待调试辐射线阵，调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的尺寸使新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，并在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试，重复本步骤，直至所述待调试辐射线阵扩展至包含仿真辐射线阵的所有调试单元并完成调试；将所有调试单元均完成调试的所述待调试辐射线阵确定为辐射线阵成品。进一步的，所述在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试具体包括：计算获得所述待调试辐射线阵的各个调试单元的预定位置的等效相位值；计算新扩展的调试单元与其他调试单元的预定位置的最大相位差值；若所述最大相位差值大于或等于预定相位差值，则调整新扩展的调试单元的上一个调试单元的阵元和馈线尺寸使新扩展的调试单元与其他调试单元的预定位置的最大相位差值减小至小于所述预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试。进一步的，所述预定位置具体是指每个所述调试单元的阵元中部。进一步的，所述调整第一个调试单元中的阵元和馈线的尺寸具体是指：保持第一个调试单元中的阵元和馈线的宽度不变而调整第一个调试单元中的阵元和馈线的长度；以及所述调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的尺寸具体是指：保持新扩展的调试单元中的阵元和馈线的宽度不变而调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的长度。进一步的，所述调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸具体是指：保持新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线的宽度不变而减小馈线的长度且增大阵元的长度。进一步的，所述使调试单元的阵元处于谐振状态具体是指：使所述调试单元的阵元的端口输入阻抗的虚部和实部的实际比值的绝对值小于或等于预设比值。进一步的，所述提供一条经初始设计而得的仿真辐射线阵具体包括：根据工程需求确定待设计辐射线阵的介质基板的材料及厚度；初步确定待设计辐射线阵所包含的阵元的形状、数量以及各个阵元的尺寸；以及采用预定尺寸的馈线依序串接待设计辐射线阵的各个阵元而形成仿真辐射线阵。进一步的，所述初步确定待设计辐射线阵所包含的阵元的形状、数量以及各个阵元的尺寸具体包括：初步确定待设计辐射线阵所包含的阵元的形状和数量；根据待设计辐射线阵所包含的阵元的数量确定位于待设计辐射线阵中部的阵元的数量；根据预设的计算公式初步确定位于待设计辐射线阵中部的阵元的尺寸；以及采用预设的幅度加权函数根据位于待设计辐射线阵中部的阵元的尺寸对称地向两端逐级递减地初步确定待设计辐射线阵剩余阵元的尺寸。进一步的，所述幅度加权函数为切比雪夫加权函数或泰勒加权函数。进一步的，所述工程需求具体是指所述待设计辐射线阵实际应用的工作频段。采用上述技术方案后，本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术实施例通过以从所述仿真辐射线阵的与输入端相对的末端开始的第一个调试单元作为待调试辐射线阵，调整第一个调试单元中的阵元和馈线的尺寸以使第一个调试单元的阵元处于谐振状态而完成调试，由于第一个调试单元的阵元不存在与其他阵元的相位差，因此只需使第一个调试单元的阵元处于谐振状态即可而完成调试，完成调试后，将待调试辐射线阵扩展至邻接的一个调试单元形成新的待调试辐射线阵，调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的尺寸使新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，并在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试，而且调试，直至所述待调试辐射线阵扩展至包含仿真辐射线阵的所有调试单元并完成调试，使得每扩展一个调试单元，都能保证新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，而且最大相位差值小于预定相位差值，最后将所有调试单元均完成调试的所述待调试辐射线阵确定为辐射线阵成品，调试过程相对简单，而且，可广泛用于设计不同数量阵元的辐射线阵，通用性非常高。附图说明图1为本专利技术辐射线阵的设计方法所对应设计的一个可选实施例的辐射线阵成品的结构示意图。图2为本专利技术辐射线阵的设计方法一个可选实施例的步骤流程图。图3为本专利技术辐射线阵的设计方法一个可选实施例步骤S3具体的流程图。图4为本专利技术辐射线阵的设计方法一个可选实施例步骤S1具体的流程图。图5为本专利技术辐射线阵的设计方法一个可选实施例步骤S12具体的流程图。图6为本专利技术辐射线阵的设计方法所对应设计的一个可选实施例的待调试辐射线阵的第一个调试单元调试后的输入端口阻抗值图。图7为本专利技术辐射线阵的设计方法所对应设计的一个可选实施例的待调试辐射线阵具有一个调试单元调试后的归一化相位图。图8为本专利技术辐射线阵的设计方法所对应设计的一个可选实施例的待调试辐射线阵具有四个调试单元调试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射线阵的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n提供一条经初始设计而得的仿真辐射线阵，所述仿真辐射线阵包括多个由馈线依次串联的阵元，每个阵元和所述每个阵元靠仿真辐射线阵的输入端一侧相连的一段馈线构成一个调试单元；/n以从所述仿真辐射线阵的与输入端相对的末端开始的第一个调试单元作为待调试辐射线阵，调整第一个调试单元中的阵元和馈线的尺寸以使第一个调试单元的阵元处于谐振状态而完成调试；/n完成调试后，将待调试辐射线阵扩展至邻接的一个调试单元形成新的待调试辐射线阵，调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的尺寸使新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，并在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试，重复本步骤，直至所述待调试辐射线阵扩展至包含仿真辐射线阵的所有调试单元并完成调试；/n将所有调试单元均完成调试的所述待调试辐射线阵确定为辐射线阵成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种辐射线阵的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供一条经初始设计而得的仿真辐射线阵，所述仿真辐射线阵包括多个由馈线依次串联的阵元，每个阵元和所述每个阵元靠仿真辐射线阵的输入端一侧相连的一段馈线构成一个调试单元；
以从所述仿真辐射线阵的与输入端相对的末端开始的第一个调试单元作为待调试辐射线阵，调整第一个调试单元中的阵元和馈线的尺寸以使第一个调试单元的阵元处于谐振状态而完成调试；
完成调试后，将待调试辐射线阵扩展至邻接的一个调试单元形成新的待调试辐射线阵，调整新扩展的调试单元中的阵元和馈线的尺寸使新扩展的调试单元的阵元处于谐振状态，并在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试，重复本步骤，直至所述待调试辐射线阵扩展至包含仿真辐射线阵的所有调试单元并完成调试；
将所有调试单元均完成调试的所述待调试辐射线阵确定为辐射线阵成品。


2.如权利要求1所述的辐射线阵的设计方法，其特征在于，所述在新扩展的调试单元与待调试辐射线阵中的其他调试单元的最大相位差值大于或等于预定相位差值时，调整新扩展的调试单元的前一个调试单元中的阵元和馈线尺寸以使所述最大相位差值降至小于预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试具体包括：
计算获得所述待调试辐射线阵的各个调试单元的预定位置的等效相位值；
计算新扩展的调试单元与其他调试单元的预定位置的最大相位差值；
若所述最大相位差值大于或等于预定相位差值，则调整新扩展的调试单元的上一个调试单元的阵元和馈线尺寸使新扩展的调试单元与其他调试单元的预定位置的最大相位差值减小至小于所述预定相位差值且使所述前一个调试单元的阵元处于谐振状态而再次完成调试。


3.如权利要求2所述的辐射线阵的设计方法，其特征在于，所述预定位置具体是指每个所述调试单元的阵元中部。


4.如权利要求1所述的辐射线阵的设...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小平，曾峰，袁海平，
申请(专利权)人：深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44