申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2021-06-29

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113468808B

主分类号：G06F30/27

分类号：G06F30/27;G06F30/10;G06N3/126;H01Q3/28;H01Q3/34;H01Q21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.10.26#实质审查的生效;2021.10.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于子阵外推与相位优化的变形阵列天线电性能补偿方法，包括单元模型的建立、子阵模型的建立以及阵中方向图的提取；理想阵列天线辐射方向图的计算、相关参数的提取；计算变形后的远场方向图以及理想补偿相位；根据移相器最小移相位数对理想补偿相位进行向下取整；最后利用遗传算法以及理想辐射方向图的参数对向下取整得到的补偿相位进行优化，最终得到实际补偿相位。本发明根据实际工程中存在的阵列太大、移相器移相限制，结合子阵外推与遗传算法优化，对大阵进行外推计算以及对理想补偿相位进行量化和优化，最终用于实际的变形补偿过程中，可以对变形进行有效的补偿，在实际工程中具有重要价值。

主权项：1.一种基于子阵外推与相位优化的变形阵列天线电性能补偿方法，其特征在于，包括：建立阵列天线单个阵元模型以及子阵模型，并计算其相应的阵中单元方向图；建立子阵模型采用水平与垂直方向单元个数相同且均为奇数的阵列；单个模型采用所建立的单元模型，单元间距与实际阵列天线单元间距相同；单元激励均采用单位激励；利用子阵外推方法建立阵列天线在理想情况下的模型，并计算理想阵列天线的辐射方向图，提取并保留理想方向图水平面与垂直面的主瓣增益与副瓣电平数据；根据阵列天线变形情况确定变形后相应辐射单元的节点坐标，利用子阵外推方法建立阵列天线在变形情况下的模型；计算变形后远场，针对主瓣顶点做补偿，将变形对方向图的影响转换为变形阵列天线激励的相位变化，得到在相位法补偿中，将变形阵列辐射方向图补偿到理想辐射方向图的理想补偿相位；将理想补偿相位统一向下取整，转换为实际补偿所需的相位；利用遗传算法对取得的向下取整相位进行优化，最终得到在实际情况下的补偿相位；计算理想阵列天线的辐射方向图，按如下步骤进行：2a建立子阵与实际大阵阵元之间的等效关系，利用子阵的阵中方向图建立大阵的等效模型；2b阵列天线在理想情况下，其第n个阵元的位置矢量位为： 观察点相对于坐标原点的方向矢量为 其中： cosαz＝cosθ式中，xn、yn、zn分别为位置矢量在x、y、z方向的投影；分别为x、y、z方向的单位矢量；αx、αy、αz分别为位置矢量与x、y、z方向的夹角；θ、φ分别为观察方向矢量与z轴和x轴度夹角；2c计算理想阵列天线辐射方向图为： 其中，In为第n个辐射单元激励幅度；为其激励相位；fnθ,φ为其阵中方向图函数；j为虚数单位；2d提取并保留理想方向图水平面与垂直面的主瓣增益与副瓣电平数据；根据变形后阵列天线辐射方向图，得到理想补偿情况下的幅值与相位，包括：变形后阵列天线辐射方向图为： 其中，Inc为第n个辐射单元补偿后应施加激励的幅度；为其应施加的激励相位；为第n个阵元在垂直于阵列平面的位移；k是自由空间波数；得到理想补偿情况下的幅值与相位： 式中，为观察方向单位矢量。

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