一种最大化波束收集效率的不规则相控阵天线设计方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于无线功率传输的最大化波束收集效率的不规则相控阵天线优化设计方法。结合不规则相控阵天线远场辐射理论模型和压缩感知理论，本发明专利技术首先建立以最大化波束收集效率为目标函数、以峰值副瓣电平为约束条件、以子阵排布方式和子阵级幅相加权为设计参数、且保证阵列口径被精确完整划分的高维多约束混合整数二次优化问题；然后，为了简化问题的复杂度，上述优化问题被分解成两步进行求解。第一步，求解一个不包含峰值副瓣电平约束的低维混合整数规划问题，得到最佳的子阵排布拓扑结构；第二步，在子阵排布拓扑结构确定之后，求解一个满足给定峰值副瓣电平约束的凸优化问题，得出子阵级最优幅相加权。简化的两个问题各有侧重且相互配合，最终实现基于波束收集效率最大化的不规则相控阵天线综合优化设计。设计。设计。

【技术实现步骤摘要】
一种最大化波束收集效率的不规则相控阵天线设计方法


[0001]本专利技术属于天线技术与无线功率传输领域，涉及到应用于无线功率传输中不规则相控阵天线阵面最优化分和子阵级幅相加权最优配置问题。具体是指建立以波束收集效率为目标函数，以峰值副瓣电平、子阵阵元数目等为约束条件的优化问题，通过对子阵排布方式和子阵级幅相加权的优化，在极大减少天线阵设计成本的同时，实现不规则相控阵天线波束收集效率最大化，最终提升基于不规则相控阵天线无线功率传输系统的整体效率。

技术介绍

[0002]无线功率传输作为一种十分具有应用前景的技术，其主要功能是以无线微波的方式实现能量从一个位置向另一个位置的有效传送。长距离无线功率传输凭借其应用的广泛性和适应性，越来越受到研究者们的关注，比如无人机供能、物联网设备供能、太阳能转化等。相控阵天线具有灵活快捷的波束赋形和波束扫描能力，可以不移动发射天线就实现对移动目标的供能，是无线功率传输中重要的一种天线阵体制。为了实现高效的波束调控，相控阵天线后端每个天线单元均需配备一个发射和接收组件，而发射和接收组件通常占据了一部相控阵天线一半的设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种最大化波束收集效率的不规则相控阵天线设计方法，其主要特征在于首先建立以最大化波束收集效率为目标函数、以峰值副瓣电平为约束条件、以子阵排布方式和子阵级幅相加权为设计参数、且保证阵列口径被精确完整划分的高维多约束混合整数二次优化问题，数学上可表示为：问题，数学上可表示为：其中，t表示松弛变量，Γ表示二进制变量0和1，C表示复数集，T表示二进制稀疏基矩阵，z
b
表示具有稀疏形式的二进制矢量，U表示所有元素全为1的列向量，w表示具有稀疏形式幅相加权矢量，G和C表示由阵列结构和波束收集区域唯一确定的赫米特矩阵，A(u,v)表示由阵列结构确定的阵列流型矩阵，δ表示期望的峰值副瓣电平，Ω2表示期望波束收集区域以外的副瓣区域，(1)
‑
(2)记为问题I，为了简化问题I的复杂度，问题I被分解成两步进行求解，具体步骤如下：1)由于最大化波束收集效率具有峰值副...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锋，杨仕文，张哲晨，马彦锴，陈益凯，屈世伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：