一种电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法，所述方法包括：将超材料电磁透镜置于有源相控阵前端，利用电磁透镜的聚焦特性使阵列形成高增益的波束。采用带约束的凸优化算法，解出最优的天线阵元加权系数，在保证透镜阵列收发波束图准确性的同时，尽可能地降低使用天线的数量，大大降低成本与功耗。本发明专利技术方法还克服了其他透镜阵列无法连续扫描或难于制作的缺点，具有多波束连续扫描的优点，易于工程实现。易于工程实现。易于工程实现。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法


[0001]本专利技术属于阵列信号处理领域，特别是一种电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法。

技术介绍

[0002]随着信息化程度的不断提高，电子系统的多功能集成已成为必然趋势，其中关键问题之一是综合射频系统的实现及相应的多波束形成技术。传统的基于矩阵求逆的波束形成技术不适用于多功能系统。常用的合成射频孔径多波束形成方法有巴特勒矩阵法和部分孔径法等。其中巴特勒矩阵方法是增益无损的多波束形成方法,各波束均可利用整个阵面的天线孔径，获得整个阵面提供的天线增益，并且多波束之间具有正交性，即每一个波束最大值方向均与其他波束的零值方向重合，具有较高的波束隔离度。但是该方法形成的各波束是不独立的，相互之间的指向关系是固定的；部分孔径方法即是将整个发射天线阵面划分为若干个子阵面，每个发射阵面只占整个发射天线阵面的一部分，它们形成各自的波束，该方法的特点是形成的各发射波束独立可控，但明显的问题是各波束无法利用全部阵列孔径，波束增益有较大损失，而且发射波束个数不够灵活。
[0003]近年来，基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，搭建电磁透镜加载的有源相控阵阵列天线系统；步骤2，在CST电磁仿真软件中连续改变有源相控阵阵列天线的位置，获取各辐射方向的波束图并作为参考波束图；步骤3，设定期望的收发方向，以所述参考波束图作为拟合对象，利用数字T/R组件对天线阵元进行加权处理，实现多波束连续扫描；其中，加权系数的求取方式为：利用波束图综合的方法使得经加权处理的天线阵列波束图与参考波束图的误差最大值最小。2.根据权利要求1所述的电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法，其特征在于，步骤1所述搭建电磁透镜加载的有源相控阵阵列系统，具体包括：将电磁透镜置于均匀线阵前端，且使得均匀线阵位于电磁透镜的焦平面上，均匀线阵的中心阵元位于电磁透镜的中心焦点处，其余天线阵元对称地分布在中心阵元的两侧。3.根据权利要求1或2所述的电磁透镜加载的有源相控阵阵列多波束连续扫描方法，其特征在于，步骤3中所述利用波束图综合的方法使得经加权处理的天线阵列波束图与参考波束图的误差最大值最小，具体过程包括：步骤4
‑
1，构建加载透镜的阵列天线加权阵因子为：式中，k表示天线阵元的编号，n和m分别表示电磁透镜单元在横轴与纵轴上的编号，A(n,m)和ψ(n,m)分别表示第(n,m)个透镜单元的幅度响应和相位响应，l
n
为第(n,m)个透镜单元到焦点的距离，l1为透镜焦距，λ为平面波波长；V(n,m,i)表示由于自由空间传播损耗，第i个天线阵元在第(n,m)个透镜单元处的入射电场强度，r(n,m,i)表示第i个天线阵元到第(n,m)个透镜单元的距离，d
u
为相邻透镜单元的距离，θ表示波束指向的方位角，af
i
(θ)表示第i个天线阵元单独工作的阵因子，w
i
为第i个天线阵元的加权系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋耀良，李逸桐，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：