【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阵列天线散射特性分析，具体涉及一种基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法及其应用。
技术介绍
1、方向回溯阵列由天线和电路两部分共同组成，其中天线部分负责接收、发射信号，它可以将一个入射方向未知的电磁波经由电路部分进行处理后又重新送回其发射方向。
2、1964年，学者a.f.kay基于s参数矩阵提出了多目标方向回溯阵列的基本形式以及回溯的条件，并利用多端口散射参数矩阵表示方向回溯阵列系统，但仅限于一个发射源入射情况，因此具有不适用于多个发射源入射场合的缺点。
3、2006年，学者vincent f.fosco将多端口散射参数矩阵的形式拓展到多个发射源入射情况，得出了回溯信号的形式，并给出了多个发射源入射的方向回溯阵列示意图，但目前这种分析方法是从完全理想化的角度进行的，在使用时不仅假定阵列中的单元匹配且无互相耦合，而且所用的馈电网络结构是理想的、忽略相互耦合且完全匹配的网络。而在实际工程应用或天线测试时，普遍存在的多个目标发射源间的相互耦合、馈电网络结构与收发阵列天线不匹配以及空气损耗的影响，必然使得实际工程应用中的方向回溯阵列天线各个单元的再辐射信号聚焦方向与仿真得到的理论值不同，造成波束指向误差，所以由上述的多端口散射参数矩阵计算得到的结果并不完全准确。
4、一方面，现有文献中所描述的基于多端口散射参数矩阵分析方向回溯阵列天线回溯性能的方法仅仅是针对多目标方向回溯阵列的回溯特性进行的理论分析，并没有进行实验验证，并且，现有方法只能用于粗略分析方向回溯阵列天线
5、名称为response ofretrodirective array in the presence ofmultiplespatially separated sources(ieee transactions on antennas and propagation,vol.54,no.4,pp.1352-1354,april 2006)的论文中，基于s参数矩阵提出了多目标方向回溯阵列的基本形式以及回溯的条件，并利用多端口散射参数矩阵表示方向回溯阵列天线系统，给出了多个发射源入射的方向回溯阵列天线系统示意图(as was shown in[5]it ispossible to cast the retrodirective array scenario as a multiport s-parameterproblem,and in this way systematically include the effects ofmultiplecoupling paths between elements in the system.in[5]this method was combinedwith the use ofthe schwarz inequality to prove that the signal returned to asource,even in the presence ofmutual coupling between elements,will be at itsmaximum only ifthe original signal has its phase
6、conjugated.the proofwas restricted to the case ofa single transmitterand no
7、consideration ofmultiple transmitters each producing unequal powerlevels,nor their effect on re-radiated power levels was given.we will nowextend the previous analysis in order to incorporate these additionalcomplexities and show that no straightforward possibility exists foradditional power level control in regard to the signals re-transmitted by theretrodirective array back to the multiple transmitters exciting thesystem.fig.1shows a generic representation ofthe multi-transmitterretrodirective array situation.this system can be represented by means ofthemultiport scattering parameter matrix s)，由于论文本文提出的多端口散射参数矩阵是完全理想化的，在使用时不仅假定阵列中的单元匹配且无互相耦合，所用的馈电网络结构也是理想的、忽略相互耦合且完全匹配的网络，而且没有将入射电磁波的极化特性考虑在内，因此该论文中所述分析方法具有不适用于任意极化电磁波入射的情况，且过于理想化，难以直接在实际工程应用中使用的缺点。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法及其应用，根据入射波的极化特性以及空气损耗，建立了全极化方向回溯阵列天线系统模型，便于描述和分析全极化方向回溯阵列中天线单元之间的互耦效应以及收发天线与馈电网络结构失配引起的反射效应，因此具有测量结果准确、适用于任意极化电磁波入射、与实际工程应用场合偏差小的特点。
2、基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，包括以下步骤：
3、步骤1：对全极化方向回溯阵列的接收天线阵列、发射天线阵列以及馈电网络结构模型进行仿真或者对于已经加工的实物组件分别进行实物测试，得到接收天线阵列的s参数矩阵sd和接收天线阵列的增益矩阵发射天线阵列的s参数矩阵s′d和发射天线阵列的增益矩阵以及馈电网络的s参数矩阵sp；
4、步骤2：在微波暗室中利用发射源与全极化天线阵列进行电磁波传播，
5、得到多端口散射参数矩阵中的分块矩阵sb和sc；
6、步骤3：根据天线所应用的实际环境得到的发射源的发射信号矢量[b0,b1…bk]，与步骤2中得到的矩阵sb代入式(1)，得到方向回溯阵列天线系统模型中接收阵列的接收信号a0：
7、
8、步骤4：将步骤1得到的接收天线阵列的s参数矩阵sd和接收天线阵列的增益矩阵发射天线阵列的s参数矩阵s′d和发射天线阵列本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，所述步骤2中的多端口散射参数矩阵具体为：
3.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，所述步骤4的具体过程为：
5.基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法的应用，其特征在于，用于天线设计或天线测量。
6.根据权利要求5所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法的应用，其特征在于，用于天线设计的具体过程为：
7.根据权利要求5所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法的应用，其特征在于，用于天线测量的具体过程为：
【技术特征摘要】
1.基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，所述步骤2中的多端口散射参数矩阵具体为：
3.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特性的分析方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程为：
4.根据权利要求1所述的基于多端口散射矩阵的全极化方向回溯阵列散射特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，赵爽迪，罗梁钦，张天龄，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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