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专利号: 2025100553578
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:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种远距离通信的余割平方波束优化方法,其特征在于,远距离通信的余割平方波束优化方法应用于远距离通信的余割平方波束天线阵列,所述远距离通信的余割平方波束天线阵列包括FR4介质基板(2)和多个U型槽微带贴片天线单元(1),所述多个U型槽微带贴片天线单元(1)平铺印刷于FR4介质基板(2)上,多个U型槽微带贴片天线单元(1)均匀间隔,FR4介质基板(2)呈长方形设置,实现余割平方波束形状,U型槽微带贴片天线单元中心连接SMA头,并与馈电网络连接,所述FR4介质基板(2)厚为3mm,相对介电常数为4.35,损耗正切为0.025,所述U型槽微带贴片天线单元(1)个数为18,对称的分布于中心点两侧,所述远距离通信的余割平方波束优化方法包括如下步骤:S1:天线阵列设计,包括天线单元选择与阵列构建、确定测试点分布与阵列倾斜角度以及制作阵列原型;

S2:余割平方波束形成,包括构建加权系数与加权矩阵以及计算阵列元素的激励分布ODE;

S3:根据计算得到的优化激励分布ODE设计馈电网络;

S4:进行微波暗室远场实物测试,并将测试结果与仿真结果进行比较,

所述步骤S2构建加权系数计算公式为:

其中, 表示第p个测试点的加权系数, 表示第q个测试点的加权系数; 表示水平面与发射天线阵列到测试点p方向之间的夹角; 表示水平面与发射天线阵列到测试点q方向之间的夹角,m表示加权矩阵维数, 表示余割平方波束区域的波束起始角; 表示波束覆盖角,所述步骤S2阵列元素的激励分布ODE表示为:

其中, 表示每个单元的激励幅度, 表示电场分布,H表示共轭转置矩阵,W表示目标辐射方向图的加权系数,A表示中间连接矩阵。

2.根据权利要求1所述的远距离通信的余割平方波束优化方法,其特征在于,所述U型槽微带贴片天线单元(1)采用铜皮贴片,长为 、宽为 ,内部为U型狭槽,狭槽的长为 、宽为 、槽间距为 、天线单元边缘距离U形狭槽的距离为  、馈点距离U形狭槽的距离为 。

3.根据权利要求1所述的远距离通信的余割平方波束优化方法,其特征在于,所述U型槽微带贴片天线单元(1)之间的距离为0.35λ,λ为波长。

4.根据权利要求1所述的远距离通信的余割平方波束优化方法,其特征在于,所述步骤S1将测试点分布在阵列远场区域的球面上,设定阵列倾斜角度 为45°。

5.根据权利要求1所述的远距离通信的余割平方波束优化方法,其特征在于,所述步骤S4微波暗室远场实物测试包括将制作好的天线阵列原型放置在微波暗室内合适的位置;使用专业的测试设备对天线阵列在远场的辐射特性进行测量,测量参数包括辐射方向图、增益。