本发明专利技术提供阵列天线的设计方法及装置，其中阵列天线的设计方法包括：生成均匀密度的初始天线排布；根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置；根据更新位置构建阵列天线分析模型，并评估阵列天线分析模型的工作参数，其中，阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增；根据评估结果调整膨胀参数，重新对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置，直至评估结果满足阵列天线的工作条件，输出各天线单元的目标位置，根据各天线单元的目标位置设计阵列天线。引入膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行不等间距膨胀，实现非规则性和间距渐变的阵列天线排布。则性和间距渐变的阵列天线排布。则性和间距渐变的阵列天线排布。
【技术实现步骤摘要】
阵列天线的设计方法及装置
[0001]本专利技术涉及天线
，特别涉及一种阵列天线的设计方法。本专利技术同时涉及一种阵列天线的设计装置，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质。
技术介绍
[0002]随着天线技术的快速发展，相应诞生了大型阵列天线。在射电望远镜、卫星通信、声纳以及预警雷达等感测应用中，系统常要求具有大型阵列天线，也即大物理口径阵列天线。大物理口径阵列天线能够提供高分辨率与高方向性，而阵列天线的成本则与天线单元的数目成正比关系，因而需要对阵面口径内的天线单元数量进行最小化。
[0003]现有技术中，采用传统的规则格栅式单元排布方式的阵列天线，可以通过增大天线单元之间的间距来减少天线单元的数目，但是可能会导致对阵面的欠采样或采样过疏，使得天线波束中出现栅瓣，因而一般的阵列天线设计中需要限制天线单元之间的间距，灵活性较差，因而亟需一种更灵活的非规则阵列排布方式。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种阵列天线的设计方法。本专利技术同时涉及一种阵列天线的设计装置，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
[0005]根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种阵列天线的设计方法，包括：
[0006]生成均匀密度的初始天线排布；
[0007]根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置；
[0008]根据更新位置构建阵列天线分析模型，并评估阵列天线分析模型的工作参数，其中，阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增；
[0009]根据评估结果调整膨胀参数，重新对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置，直至评估结果满足阵列天线的工作条件，输出各天线单元的目标位置，根据各天线单元的目标位置设计阵列天线。
[0010]根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种阵列天线的设计装置，包括：
[0011]生成模块，被配置为生成均匀密度的初始天线排布；
[0012]间距膨胀模块，被配置为根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置；
[0013]评估模块，被配置为根据更新位置构建阵列天线分析模型，并评估阵列天线分析模型的工作参数，其中，阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增；
[0014]设计模块，被配置为根据评估结果调整膨胀参数，重新对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置，直至评估结果满足阵列天线的工作条件，输出各天线单元的目标位置，根据各天线单元的目标位置设计阵列天线。
[0015]根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括：
[0016]存储器和处理器；
[0017]存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，以实现上述的阵列天线的设计方法的步骤。
[0018]根据本专利技术实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述的阵列天线的设计方法的步骤。
[0019]本专利技术实施例提供的阵列天线的设计方法，生成均匀密度的初始天线排布；根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置；根据更新位置构建阵列天线分析模型，并评估阵列天线分析模型的工作参数，其中，阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增；根据评估结果调整膨胀参数，重新对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置，直至评估结果满足阵列天线的工作条件，输出各天线单元的目标位置，根据各天线单元的目标位置设计阵列天线。
[0020]这种情况下，先生成均匀密度的初始天线排布，也即均匀排布的阵列天线，然后利用设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，快速计算出阵列天线中各天线单元的更新位置，然后基于各天线单元的更新位置构建阵列天线分析模型，该阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增，也即从中心至边沿密度锥销，并对该阵列天线分析模型进行评估，根据评估结果返回调整相关的膨胀参数重新计算各天线单元的更新位置，直至满足阵列天线的工作条件，输出各天线单元的目标位置，后续可以基于输出的目标位置布置天线单元，生成阵列天线。如此，引入了膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行不等间距膨胀，更为精确地控制阵列天线的排布，能够通过参数调整快速生成满足工作条件、非规则性和间距渐变的阵列天线排布，获得满足低副瓣特性的密度锥销排布以及对应的阵列天线模型，快速高效产生的低副瓣密度锥销阵列，具有低副瓣与宽带工作这两个特性，同时高效性和易于操作性便于阵列天线的工程实现，具有显著的应用价值，可用于通信与雷达系统天线工程方面。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一实施例提供的一种阵列天线的设计方法的流程图；
[0022]图2a是本专利技术一实施例提供的一种均匀密度的初始天线排布的示意图；
[0023]图2b是本专利技术一实施例提供的一种密度锥销阵列天线的排布示意图；
[0024]图2c是本专利技术一实施例提供的第一种辐射方向图的示意图；
[0025]图2d是本专利技术一实施例提供的第二种辐射方向图的示意图；
[0026]图2e是本专利技术一实施例提供的一种阵列天线的物理结构示意图；
[0027]图2f是本专利技术一实施例提供的第三种辐射方向图的示意图；
[0028]图3是本专利技术一实施例提供的一种密度锥销阵列天线的生成方法的处理流程图；
[0029]图4是本专利技术一实施例提供的一种阵列天线的设计装置的结构示意图；
[0030]图5是本专利技术一实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
[0031]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以
很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。
[0032]在本专利技术一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术一个或多个实施例。在本专利技术一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本专利技术一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0033]应当理解，尽管在本专利技术一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0034]需要说明的是，采用传统的规则格栅式单元排布方式的阵列天线，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阵列天线的设计方法，其特征在于，所述方法包括：生成均匀密度的初始天线排布；根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置；根据所述更新位置构建阵列天线分析模型，并评估所述阵列天线分析模型的工作参数，其中，所述阵列天线分析模型从中心至边沿间距递增；根据评估结果调整所述膨胀参数，重新对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得所述各天线单元的更新位置，直至所述评估结果满足所述阵列天线的工作条件，输出所述各天线单元的目标位置，根据所述各天线单元的目标位置设计所述阵列天线。2.根据权利要求1所述的阵列天线的设计方法，其特征在于，所述生成均匀密度的初始天线排布，包括：根据设定的天线单元个数和相邻天线单元之间的极角偏移量，通过费马螺旋线计算各天线单元的初始位置，获得均匀密度的初始天线排布。3.根据权利要求2所述的阵列天线的设计方法，其特征在于，所述设定的膨胀参数包括凯撒窗函数参数和膨胀因子修正系数；所述根据设定的膨胀参数对均匀密度的初始天线排布进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置，包括：根据初始的凯撒窗函数参数，计算凯撒窗函数值；根据初始的膨胀因子修正系数和所述凯撒窗函数值，计算各天线单元对应的阵列膨胀因子；根据各天线单元对应的阵列膨胀因子，对所述各天线单元的初始位置进行间距膨胀，获得各天线单元的更新位置。4.根据权利要求3所述的阵列天线的设计方法，其特征在于，所述凯撒窗函数参数包括凯撒窗的长度参数和窗特性控制参数；所述根据初始的凯撒窗函数参数，计算凯撒窗函数值，包括：根据所述凯撒窗的长度参数、所述窗特性控制参数、函数自变量和第一类贝塞尔函数，计算各个函数自变量对应的凯撒窗函数值，其中，所述函数自变量为正整数数组，所述正整数数组中最大数值小于所述凯撒窗的长度参数。5.根据权利要求4所述的阵列天线的设计方法，其特征在于，所述根据初始的膨胀因子修正系数和所述凯撒窗函数值，计算各天线单元对应的阵列膨胀因子，包括：将所述凯撒窗的长度参数的二分之一作为第一变量值；将目标极径除以最大极径，获得第一中间值，并将所述第一中间值和所述第一变量值的乘积进行取整操作获得第二中间值，其中，所述目标极径为目标天线单元的初始位置包括的极径，所述目标天线单元为所述初始天线排布中的任一个天线单元，所述最大极径为所述初始天线排布中最大的极径；将所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：张明涛，孟彦伯，韦仕举，
申请(专利权)人：银河航天西安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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