申请/专利权人：中国人民解放军63660部队

申请日：2022-05-17

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN115021784B

主分类号：H04B7/06

分类号：H04B7/06;H04B7/08;H01Q1/36;H01Q21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2022.09.23#实质审查的生效;2022.09.06#公开

摘要：本发明公开一种瞬态电磁脉冲阵列天线波束拓展方法，属于时域阵列天线领域。本发明通过延时激励调节同相波前实现波束拓展，并基于小型阵列天线中心阵元的时域方向图数据，从阵元时域辐射场空间合成的角度，实现对更大规模阵列天线时域方向图和波束宽度的快速计算，同时采用遗传算法实现延时序列的优化求解。本发明避免了人为设置延时的盲目性，为瞬态电磁脉冲阵列天线的波束拓展赋形计算提供支撑。本发明相较于人为改变阵元间距布局及改变阵列口面尺寸的方式，通过调节激励延时实现阵列天线的波束拓展赋形更加的智能和便利。

主权项：1.一种瞬态电磁脉冲阵列天线波束拓展方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：基于小型阵列天线单个阵元的辐射场数据建立样本集；设定阵列天线的阵元间距dx、dy，dx、dy分别是E面、H面方向的阵元间距，搭建a×b元子阵，a≥3、b≥3，并采集阵列中心某一阵元在远场距离R处的时域方向图信息，包括主轴和偏轴不同角度的时域辐射场波形；远场指不同距离处场强距离乘积近似不变的区域；步骤2：开展M×N元阵列天线波束拓展的分析与计算M≥3、N≥3，将各阵元Si,j的激励延时Tdij作为遗传算法的自由变量，通过遗传算法产生激励延时序列，计算各阵元Si,j在时域方向图上某一观察点Px,y,z处空间合成的时间差Tij，包括激励延时Tdij和波程差产生的相对空间延时Tsij，即Tij＝Tsij+Tdij；其中，i，j为阵元所在的行数和列数；由于阵元Si,j与观察点Px,y,z的距离远大于阵元的尺寸，其波程近似为阵元末端中心与P的距离，则阵元的波程由勾股定理算出，以最小波程为基准，得到各阵元的相对空间延时Tsij；观察点Px,y,z与阵列口面中心距离为ro，且ro应不小于步骤1中的R，确保待计算观察点位于阵元的远场；步骤3：采用单阵元辐射场数据与理论近似相结合的混合方法，将各阵元Si,j在观察点Px,y,z的辐射场以步骤1得到的辐射场波形近似等效，计算阵列天线在不同观察点P的辐射场，得到阵列天线的时域方向图和波束宽度；M×N元阵列天线中，各阵元Si,j的时域方向图和辐射场近似与步骤1中a×b元阵列的阵元相同；步骤4：设定时域方向图的波束宽度期望值作为遗传算法的约束条件，以阵列天线辐射场相关指标为目标函数，设定遗传算法的种群数量、自由变量取值范围、计算终止条件，在步骤3的基础上，迭代产生新的阵列天线的激励延时序列Tdij，重复步骤2～4，通过遗传算法优化得到期望波束宽度范围内辐射场相关指标最优值对应的激励延时序列；阵列天线辐射场相关指标根据实际需求设定，相关指标为场强距离乘积最大值、最大场强或平均场强。

全文数据：

权利要求：

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