本发明专利技术涉及相控阵天线领域，公开了一种收发相控阵互耦效应高效评估方法。包括：1)在接收相控阵和发射相控阵中选择一接收阵元和一发射阵元。2)根据阵元的位置及模型，在仿真软件HFSS中进行建模仿真，得到两阵元间的传输系数。3)将发射阵元移到其它发射阵元的位置，再次仿真。4)重复3)直到遍历完发射相控阵中所有阵元的位置。5)将所有传输系数进行综合，得到发射相控阵对选定接收阵元的耦合系数。6)将接收阵元置于其它接收阵元位置，重复2)～5)。7)重复6)，直到接收阵元遍历完接收相控阵中所有阵元的位置，最终得到发射相控阵对接收相控阵中所有阵元的耦合系数。本发明专利技术实现了大型收发相控阵互耦效应的高效快速评估。相控阵互耦效应的高效快速评估。相控阵互耦效应的高效快速评估。
【技术实现步骤摘要】
一种收发相控阵互耦效应高效评估方法
[0001]本专利技术涉及相控阵天线领域，具体涉及一种收发相控阵互耦效应高效评估方法。
技术介绍
[0002]有源相控阵作为当前阵列天线发展的热点，受到了广泛的关注，其在雷达、通信以及电子对抗领域得到了广泛的应用。对于复杂应用系统，特别是集成侦干探通一体的平台，其同时装备有发射相控阵以及接收相控阵，设计时需要评估发射相控阵与接收相控阵之间的耦合效应，针对评估结果，采取必要的隔离措施，以免发射时，接收相控阵无法工作，甚至烧毁接收通道。
[0003]通常相控阵规模较大，仿真软件难以直接对整阵进行仿真。因此，针对上述应用需求及所面临的现实问题，有必要提出收发相控阵互耦效应高效评估方法，以满足快速、准确且便于实施的应用需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提出收发相控阵互耦效应高效评估方法，能够准确高效地得到发射相控阵对接收相控阵各阵元的耦合系数，从而指导收发相控阵的隔离设计，实现收发相控阵的全双工工作。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种收发相控阵互耦效应高效评估方法，包括如下步骤：
[0007]步骤1，在接收相控阵中任意选择一个接收阵元，在发射相控阵中任意选择一个发射阵元；
[0008]步骤2，根据步骤1选择的两阵元的坐标位置及阵元模型，利用仿真软件HFSS进行建模仿真，得到两阵元间的传输系数；
[0009]步骤3，保持接收阵元位置不变，将发射阵元置于其它发射阵元的位置，仿真当前位置上发射阵元与接收阵元的传输系数；
[0010]步骤4，重复步骤3，直到发射阵元遍历完所在发射相控阵中所有阵元的位置；
[0011]步骤5，将得到的所有传输系数进行综合，得到整个发射相控阵对接收阵元的耦合系数；
[0012]步骤6，将接收阵元置于相邻阵元位置，重复步骤2～步骤5，得到发射相控阵对新位置上接收阵元的耦合系数；
[0013]步骤7，重复步骤6，直到接收阵元遍历完接收相控阵中所有阵元的位置，最终得到发射相控阵对接收相控阵中所有阵元的耦合系数。
[0014]进一步的，步骤2中依据设计的收发阵列的坐标关系，进行建模仿真。
[0015]进一步的，步骤2中所述利用仿真软件HFSS进行建模仿真，模型边界条件为FE
‑
BI边界。
[0016]进一步的，步骤2中所述传输系数表示为S
mn,ij
，表示发射相控阵中第(i,j)个发射
阵元对接收相控阵中第(m,n)个接收阵元的传输系数。
[0017]进一步的，步骤3中所述传输系数S
mn,ij
以实部虚部进行表示，即Re(S
mn,ij
)与Im(S
mn,ij
)。
[0018]进一步的，步骤5中所述传输系数的综合方法具体表示为：
[0019][0020]式中，P、Q表示发射相控阵的P
×
Q个阵元。
[0021]本专利技术的有效益处：本方法克服了现有仿真软件难以仿真大型相控阵天线的困难，通过求解单元间传输系数，而该数据是可以快速便捷得到的，并对求解的传输系数利用特定方法进行综合便可得到整个发射相控阵对接收相控阵各个阵元的耦合系数，从而实现了大型收发相控阵互耦效应的高效快速评估。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例流程图。
[0023]图2是实施例中4
×
8发射相控阵与8
×
8接收相控阵示意图。
[0024]图3是实施例中通过本方法得到发射相控阵整阵对(1，1)号接收阵元的耦合系数与直接全阵仿真得到的耦合系数的对比。
具体实施方式
[0025]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图和具体的实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0026]本专利技术提出了一种收发相控阵互耦效应高效评估方法，具体步骤如下：
[0027]定义接收相控阵与发射相控阵左上角第一个阵元为各自阵列的(1,1)号，发射相控阵与接收相控阵中各阵元的序号关系如下：
[0028][0029](1)选择接收相控阵中的第(1,1)阵元，选择发射相控阵中的第(1,1)阵元；
[0030](2)根据步骤(1)选择的两阵元的坐标位置及阵元模型，在仿真软件HFSS中进行建模仿真，得到两阵元间的传输系数S
11,11
，传输系数S
11,11
以实部Re(S
11,11
)与虚部Im(S
11,11
)进行表示；其中模型边界条件为FE
‑
BI边界；
[0031](3)保持接收阵元(1,1)不变，将发射阵元置于(1,2)号发射阵元的位置，仿真发射阵元在(1,2)号位置上与(1,1)号接收阵元的传输系数S
11,12
；
[0032](4)重复步骤(3)，直到发射阵元遍历完其所在发射相控阵中所有阵元的位置。需要注意的是整个仿真中仅有两个收发阵元，仿真只是阵元根据设计的整阵坐标去遍历其他阵元的位置，而相控阵中其他阵元是不存在于仿真模型中的；
[0033](5)将以上步骤得到的所有传输系数进行综合，得到整个发射相控阵对第(1,1)个
接收阵元的耦合系数：
[0034][0035](6)将接收阵元置于其它接收阵元位置，重复步骤(2)～(5)，得到发射相控阵对新位置上接收阵元的耦合系数；
[0036](7)重复步骤(6)，直到接收阵元遍历完接收相控阵中所有阵元的位置，最终得到发射相控阵对接收相控阵中所有阵元的耦合系数。,将其表示成矩阵形式：
[0037][0038]实施例1
[0039]为了便于验证本方法的准确性，选用规模相对较小的收发相控阵，仿真验证参见图2。图2为4
×
8发射相控阵与8
×
8接收相控阵示意图，其中发射相控阵以喇叭天线为基本单元，单元间距为10mm,接收相控阵以微带天线为基本单元，单元间距为10mm。
[0040]下面用该专利技术的方法对工作在27GHz～31GHz频段发射相控阵对工作在17.7GHz～21.2GHz频段接收相控阵阵元的耦合系数进行计算。通过对发射相控阵各阵元对接收相控阵中第(1,1)阵元的传输系数进行综合得到发射相控阵整阵对(1，1)号接收阵元的耦合系数，并与直接全阵仿真得到的耦合系数做对比，如图3所示，可见综合值与整阵仿真值相差在2dB左右，考虑到仿真误差及实际工程使用，该差值是完全可以接收的。
[0041]以上所述仅是本专利技术的一个实施例。应当指出，在不脱离本专利技术原理和构思的前提下，所做的修改、变化等，均应落入本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种收发相控阵互耦效应高效评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在接收相控阵中任意选择一个接收阵元，在发射相控阵中任意选择一个发射阵元；步骤2，根据步骤1选择的两阵元的坐标位置及阵元模型，利用仿真软件HFSS进行建模仿真，得到两阵元间的传输系数；步骤3，保持接收阵元位置不变，将发射阵元置于其它发射阵元的位置，仿真当前位置上发射阵元与接收阵元的传输系数；步骤4，重复步骤3，直到发射阵元遍历完所在发射相控阵中所有阵元的位置；步骤5，将得到的所有传输系数进行综合，得到整个发射相控阵对接收阵元的耦合系数；步骤6，将接收阵元置于相邻阵元位置，重复步骤2～步骤5，得到发射相控阵对新位置上接收阵元的耦合系数；步骤7，重复步骤6，直到接收阵元遍历完接收相控阵中所有阵元的位置，最终得到发射相控阵对接收相控阵中所有阵元的耦合系数。2.如权利要求1所述的收发相控阵互耦效应高效评估方法，其特征在于，步骤2中依据设计的收发阵列的坐标关系，进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，王亚涛，宋庆辉，姜海玲，张海福，余贤，李昕桉，王浩，李思遥，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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