申请/专利权人：西安理工大学

申请日：2020-06-22

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN111914443B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/27;G06F30/18;G06N3/126;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2020.11.27#实质审查的生效;2020.11.10#公开

摘要：本发明公开了一种赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，具体包括如下步骤：步骤1，确定网状天线反射面的基本电参数和几何参数；步骤2，确定具有赋形要求的区域所对应的天线远场观测点和赋形区域的增益要求；步骤3，根据偏置抛物面的初始几何形状，通过网格划分生成网状反射面的初始几何构型；步骤4，建立并求解网状反射面赋形波束设计的优化模型，得到赋形网状反射面；步骤5，判断步骤4得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；步骤6，输出各个迭代步中能够满足电性能要求的赋形反射面构型，其中反射面节点数目最少的构型即为赋形网状反射面的最优几何拓扑构型。本发明使得赋形网状天线的反射面结构复杂度最低。

主权项：1.赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，确定网状天线反射面的基本电参数和几何参数，包括：天线的工作频带的中心频率值f0，工作频率区间[fl,fu]，天线的光学口径D、反射面焦距F、反射面偏置距离p；步骤2，确定具有赋形要求的区域所对应的天线远场观测点AZi,ELi和赋形区域的增益要求其中，AZi,ELi表示第i个远场观测点的角度坐标，为第k个工作频点下第i个远场观测点处的增益值，Dobj为赋形区域所要求的目标增益值，Nfar为远场观测点数目；步骤3，根据偏置抛物面的初始几何形状，通过网格划分生成网状反射面的初始几何构型；所述步骤3的具体过程如下：步骤3.1，根据偏置抛物面的切割方式，确定反射面的初始几何形状；记OXYZ为天线全局坐标系，oxyz为索网天线局部坐标系；步骤3.2，根据步骤3.1确定的反射面初始几何形状，在天线局部坐标系oxyz中，采用经典准测地线网格形式对网状反射面进行网格划分，生成反射面索网的初始几何构型；步骤3.3，将步骤3.2生成的反射面索网的初始几何构型对应的节点坐标信息和索段拓扑连接关系信息整理成固定格式的数据文件；将反射面节点分为内部节点和边界节点两类，其中边界支撑节点及与其相连的节点均定义为边界节点，用NODEin、NODEb分别表示内部节点和边界节点组成的集合；步骤4，建立并求解网状反射面赋形波束设计的优化模型，得到赋形网状反射面；所述步骤4的具体过程如下：步骤4.1，确定设计变量Δr；在天线局部坐标系oxyz中，将网状反射面的自由节点坐标r相对于初始位置的变化量作为设计变量，即Δr＝[Δx,Δy,Δz]T，其中，Δx＝[Δx1,Δx2…,Δxn]T，Δy＝[Δy1,Δy2…,Δyn]T，Δz＝[Δz1,Δz2…,Δzn]T，n为网状反射面自由节点的总数目；步骤4.2，确定目标函数；进行网状反射面的赋形设计时，为了满足远场电性能指标，建立目标函数如下： 式中，wk为各个工作频点对应的权重系数；这里k＝1、k＝2、k＝3分别对应工作频点fl、f0和fu；步骤4.3，确定约束条件；需要满足的约束条件如下：1设计变量的上下限约束，即满足 式中，j＝1～n，和Δx分别为Δxj的上、下限值，和Δy分别为Δyj的上、下限值，和Δz分别为Δzj的上、下限值；2赋形后的远场观测点增益值，应满足 式中，D为远场观测点增益的下限值；步骤4.4，根据步骤4.1～步骤4.3所得结果，建立如下优化模型： 步骤4.5，求解优化模型；采用遗传算法求解步骤4.4中建立的优化模型，得到赋形设计后的反射面节点坐标的变化量和目标函数的最优取值fopt；步骤4.6，根据步骤4.5得到的反射面节点坐标的变化量，输出赋形后的网状反射面几何构型；步骤5，判断步骤4得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；若满足，则缩减反射面节点数目，更新反射面网格，并返回步骤4对更新后的反射面进行赋形设计；若不满足，则执行步骤6；所述步骤5的具体过程如下：步骤5.1，判断步骤4得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；若满足，则执行步骤5.2；若不满足，则执行步骤6；所述步骤5.1的具体过程为：根据步骤4.5得到的目标函数最优取值fopt判断步骤4.6得到的赋形网状反射面是否满足赋形区域的远场电性能要求；若fopt＝0，则满足电性能要求，继续执行步骤5.2；若fopt0，则不满足电性能要求，继续执行步骤6；步骤5.2，针对步骤4.6得到的赋形网状反射面几何构型，随机删掉一个内部自由节点及与该自由节点相连的索单元；步骤5.3，将步骤5.2被删节点周围的节点相互连接成三角形单元，得到更新后的网状反射面几何构型，并返回步骤4对更新后的反射面进行赋形设计；步骤6，输出各个迭代步中能够满足电性能要求的赋形反射面构型，其中反射面节点数目最少的构型即为赋形网状反射面的最优几何拓扑构型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安理工大学 赋形网状天线的反射面网格拓扑构型设计方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD