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专利号: 2022100317868
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种阵列天线辐射副瓣降低方法,其特征在于,所述降低方法包括以下步骤:S1,获取阵列天线的单元阵列天线排布结构、馈电点数n和工作频率f0;

S2,通过仿真软件添加频率f0处的场监视器,输入同幅等相的激励分布,获取阵列天线频率f0处辐射方向图的不同平面主瓣波束宽度θi;

S3,对阵列天线进行全波仿真,获取辐射方向的每一个阵列单元的远场主瓣中心点O处与偏离主瓣中心点ki度的主瓣波束宽度中平面端点Pi处的电场与磁场的幅度与相位;所述ki的取值为:ki=0.375θi;当阵列天线为一维阵列天线结构,则获取主瓣一维方向上YOZ面两个端点值,若阵列天线为二维的阵列天线,则获取正交两个方向上XOZ面与YOZ面的四个端点值;

S4,赋予点O与点Pi权重函数Wp(r),结合天线阵列单元的辐射特性,由最大功率传输效率法理论求出此功率分布情况下达到最大辐射效率时的激励分布,以增大主瓣方向辐射能量;

其中,在天线性能允许范围内,通过改变ki或Wp(r)的取值以调整主瓣波束宽度;随着ki值或端点Pi处权重增大,主瓣波束宽度变宽,副瓣变小,反之亦然。

2.根据权利要求1所述的阵列天线辐射副瓣降低方法,其特征在于,步骤S2中,如果阵列天线为一维阵列天线结构,则获取f0辐射方向图的E面主瓣波束宽度θ1;反之,如阵列天线为非一维的阵列天线,则获取f0辐射方向图的E面,H面以及与E面和H面分别呈45°夹角的两个平面四个主瓣波束宽度θ1‑θ4。

3.根据权利要求1所述的阵列天线辐射副瓣降低方法,其特征在于,步骤S4中,由最大功率传输效率法理论求出此功率分布情况下阵列天线达到最大辐射效率时的激励分布的过程包括以下子步骤:S41,对于由m个天线单元组成的阵列天线,通过指定阵列天线辐射的的电磁功率分布,指定区域电磁功率可利用坡印廷矢量对指定区域进行面积积分得到,整个天线阵列的传输效率PTE表示为:其中Sp为积分区域;E(r)表示各天线单元被激励时在远场区辐射的电场矩阵向量;

表示被天线激励时远场区辐射的磁场矩阵向量的共轭转置;Pin为输入功率;Wp(r)为权重参数,用于调节特定方向辐射功率的权重函数;un为指定方向的方向向量;若阵列单元均匹配,利用瑞丽商表达式对式(1)进行化简为:其中,

[at]为阵列激励分布,[Ap]是m行m列中的其中一个矩阵,具体计算公式为:S42,加入等比例权重函数Wp(r),结合仿真数据,结合公式(3),(4)计算获得矩阵[A];

S43,求出矩阵[A]最大特征值,将矩阵[A]最大特征值对应的特征向量作为此功率分布下最佳的激励分布。