一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法及系统，属于阵列天线设计技术领域，包括以下步骤：S1：扇形区域划分；S2：区域随机排布；S3：邻域联合扫描；S4：输出适应值；S5：进化迭代计算。本发明专利技术采用邻域联合寻迹方式可有效排除相邻两个扇形区域之间的重叠单元，并限定优化区间为初始扇形区域可有效获得符合间距约束条件的阵元位置；采用多重约束可保证优化所得的结果具有工程实现性；采用区域寻迹调整方法，可有效将无效阵元调整至有效位置，提高有效解的个数，提高优化效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列天线设计，具体涉及一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法及系统。

技术介绍

1、天线作为电磁波的发射与接收装置，主要完成信息的传递和获取，其性能在本质上决定了系统装备远距离传递信息可靠性、准确性。因此，从其诞生之日起便引起了众多学者的关注。雷达系统中由于增益等要求需要对天线单元进行组阵后使用，即形成阵列天线。阵列天线中常见的形式为均匀阵列，因其具有简便的阵列结构和方便的数学计算模型。但均匀阵也存在一些缺陷：一是当阵元间距小于λ/2(λ为波长)时，在可视区内仅存在一个主瓣且没有栅瓣，此时阵列天线可正常工作。然而，当入射波长较小时阵元间距很小，阵元间会出现互耦效应，进而影响阵列天线的辐射特性。二是阵列天线方向图的主瓣宽度与其孔径成反比，为实现较窄主瓣需要增加天线单元，此时系统成本随之升高。

2、为了避免以上缺陷，可采用稀疏阵列布局形式。因其具有以下优点：一是稀疏阵列与同孔径大小的规则阵列具有相同的主瓣宽度，因此分辨率相同。二是稀疏阵列采用较少阵元可实现较低的旁瓣电平和较窄的主瓣宽度，可大幅度减少其工程成本与维护费用，也在一定程度上降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤S1中，扇形数量由分块数Ns决定，已知阵面总阵元数Ne，则每块的阵元数为Ne/Ns，对应的圆心角θ为360/Ns度，其余扇形区域由最初的扇形区域通过旋转复制获得，定义最初的扇形区域为母扇形区域，通过旋转复制获得扇形区域为子扇形区域，其中分块数Ns大于等于4。

3.根据权利要求1所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤S1中，相应优化参数和变量包括阵面总阵元数、扇形的半径。</p>

4.根据...

【技术特征摘要】

1.一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤s1中，扇形数量由分块数ns决定，已知阵面总阵元数ne，则每块的阵元数为ne/ns，对应的圆心角θ为360/ns度，其余扇形区域由最初的扇形区域通过旋转复制获得，定义最初的扇形区域为母扇形区域，通过旋转复制获得扇形区域为子扇形区域，其中分块数ns大于等于4。

3.根据权利要求1所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤s1中，相应优化参数和变量包括阵面总阵元数、扇形的半径。

4.根据权利要求1所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤s2中，扇形约束包括距离约束和角度约束，即产生的随机位置处阵元与原点的连线距离小于扇形的半径，其与原点的连线和x轴的夹角小于扇形区域的圆心角；不同时符合距离约束和角度约束的阵元舍去，仅保留满足约束的阵元。

5.根据权利要求4所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤s3中，邻域联合扫描的具体过程如下：

6.根据权利要求5所述的一种强约束宽角扫描阵列天线设计方法，其特征在于：在所述步骤s32中，确定间距约束条件时，对覆盖所需频段的天线单元模型进行仿真优化，获...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱庆超，方佳，朱杨，刘颂阳，陶蕾，张小林，王亚茹，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：