[发明专利]一种网络幅相可分解的赋形阵列天线设计方法

权利要求书

1.一种网络幅相可分解的赋形阵列天线设计方法，其特征在于，用于对单元数目为M的阵列进行波束赋形设计，M≥8；该方法包括以下步骤：

步骤1：根据要赋形的方向图范围，计算天线单元间距d，d≤λ/(1+sinθ)，λ为空气中的波长，θ为赋形范围；采用优化算法计算出理想阵列的幅度和相位分布，其中，幅度分布为A₀₁,A₀₂,…A_0M，各幅度值为以最大幅度值进行归一化所得的对数值，单位为dB，相位分布为P₀₁,P₀₂,…P_0M，各相位值的单位为度；

步骤2：选择天线单元的形式，优化天线单元的技术指标，并对组阵后的阵列进行电磁仿真，优化后得到天线单元之间的耦合系数以及每一个天线单元的阵中方向图，所述阵中方向图包含幅度和相位信息；

步骤3：将步骤2中得到的耦合系数和阵中方向图带入到步骤1的优化算法中，得到考虑互耦条件下的阵列中每一个天线单元的幅度和相位分布，其中，幅度分布为A_i1,A_i2,…A_iM，相位分布为P_i1,P_i2,…P_iM，i为子阵序号，1≤i≤N；

步骤4：根据阵列中天线单元的个数、频率以及馈电网络插入损耗的预估值，将阵列划分为N个子阵，其中N的取值为2的整数幂，每个子阵中天线单元的数量为m_i；每个子阵中天线单元的幅度和相位值按照步骤3中计算出的A_i1,A_i2,…A_iM和P_i1,P_i2,…P_iM进行分配，以此对阵列天线的馈电网络进行设计，完成赋形阵列天线的设计。

2.根据权利要求1所述的一种网络幅相可分解的赋形阵列天线设计方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：

步骤4.1：确定每个子阵中天线单元的幅度和相位，即该子阵中天线单元合成馈电网络的幅度和相位分布，并找出每个子阵中天线单元的最大幅度值max A_i；

步骤4.2：对整个阵列的馈电网络按照步骤3中的幅度和相位分布进行分级，其中，子阵内的馈电网络为后级，剩余分布的馈电网络作为前级；两级馈电网络的幅度和相位分布情况如下：

1)子阵内馈电网络，即后级网络的幅度和相位分布为：

A_i后＝(A_i1,A_i2,…,A_iM)-max A_i

P_i后＝(P_i1,P_i2,…,P_iM)

2)前级馈电网络的幅度和相位分布为：

A_i前＝max A_i

P_i前＝P₀₁,P₀₂,…P_0M。

3.根据权利要求1所述的一种网络幅相可分解的赋形阵列天线设计方法，其特征在于，所述天线单元为微带、波导或者螺旋形式，所述馈电网络为微带或者波导形式。