1.一种非迭代调零天线阵列的实现方法,其特征在于,包括步骤如下:S1,给定辐射方向θr与v个零陷方向θk,确定阵列天线的单元数m及工作频率f0,通过CST电磁仿真软件添加频率f0处的远场监视器,对阵列天线进行全波仿真,获取频率f0处各单元在辐射方向θr与v个零陷方向θk处的电场与磁场,其中,k=1,2,...v;
S2,采用最大功率传输效率法,分别求出在辐射方向θr与v个零陷方向θk达到最大辐射功率时的激励分布;
S3,通过构建复系数线性方程组求解出使零陷方向电场为零的复系数;
S4,求出最终所需阵列主瓣指向辐射方向上,零陷方向上达到零陷效果的激励分布;
所述步骤S2中,在辐射方向θr或零陷方向θk上达到最大辐射功率时的激励分布求解过程如下:设定能量传输效率PTE为通过n个区域面积Sp的辐射电磁能量和总输入功率之比,其表达式为:其中,Pin为输入功率,un为第n个方向的方向向量; 表示共轭转置,Re表示取实部;
设定阵列单元均匹配,发射天线阵列辐射的电场与磁场分布为:其中,aj为复数,表示第j个发射天线单元的激励幅度和相位;Ej(r)和Hj(r)分别表示当阵列的第j个天线单元输入功率为1W,且其余天线单元均接匹配负载时产生的电场与磁场;
则有:
p
其中,[A]是一个m×m矩阵,其矩阵第i行第j列元素为:则能量传输效率PTE简写为:
其中,运算符(·,·)表示两个复数列向量的内积;
那么,矩阵[Ac]最大特征值对应的特征向量为能量传输效率PTE达到最大时的激励分布。
2.根据权利要求1所述的非迭代调零天线阵列的实现方法,其特征在于,所述步骤S2中,通过最大功率传输效率法分别求出辐射方向θr与各个零陷方向θk上达到最大辐射功率时的激励分布;[ar]表示辐射方向θr上达到最大辐射功率时的激励分布,[ak]表示第k个零陷方向θk上达到最大辐射功率时的激励分布,其中k=1,2,...v;
通过仿真软件全波仿真获得每个阵列单元在远场区不同零陷方向θk产生的电场[Et(θk)]=[E1(θk),E2(θk),...Em(θk)],其中,Em(θk)表示阵列的第m个天线单元由1w功率激励时在零陷方向θk方向上、在远场区产生的电场,其余天线单元均接匹配负载。
3.根据权利要求2所述的非迭代调零天线阵列的实现方法,其特征在于,所述步骤S3中,求出[ar]、[ak]经过线性组合后,通过引入一组未知复系数[c]=[c1,c2,...cv],以抵消[ar]在零陷方向θk的辐射模式的电场,则线性方程组为:[Et(θ1)][ar]+c1[Et(θ1)][a1]+c2[Et(θ1)][a2]+…+cv[Et(θ1)][av]=0[Et(θ2)][ar]+c1[Et(θ2)][a1]+c2[Et(θ2)][a2]+…+cv[Et(θ2)][av]=0[Et(θv)][ar]+c1[Et(θv)][a1]+c2[Et(θv)][a2]+…+cv[Et(θv)][av]=0 。
4.根据权利要求3所述的非迭代调零天线阵列的实现方法,其特征在于,所述步骤S4中,最终确定的1个辐射方向θr与v个零陷方向θk的激励分布[af]为:[af]=[ar]+[ak][c]。