[发明专利]一种单口径多波束天线的优化设计方法

摘要

本发明涉及一种单口径多波束天线的优化设计方法，该天线包括反射器和馈源阵列，该方法通过对反射面进行赋形优化，在旁瓣抬升较小的前提下展宽天线波束，提高了波束的交叠增益，解决了传统单口径单馈源多波束天线交叠增益与旁瓣电平之间的矛盾，并且在优化过程中兼顾了收、发波束的指标要求，采用单口径单馈源子波束形成方式实现了高增益、低旁瓣的收发共用波束。

主权项

一种单口径多波束天线的优化设计方法，其特征在于：所述天线包括反射器(1)和馈源阵列(2)，其中，反射器(1)为赋形反射面，馈源阵列(2)包括多个结构和尺寸完全相同的光壁赋形馈源喇叭，并且所述方法包括：(S1)根据设计指标的要求确定反射器的口径D、焦距F、以及偏置距离H；(S2)确定馈源喇叭的内径；(S3)根据步骤(S2)中确定的馈源喇叭的内径，利用Champ软件对馈源喇叭进行赋形，并根据服务区的范围和天线的波束宽度计算出所需的馈源数量；(S4)反射器的赋形以步骤(S3)赋形后的馈源喇叭的照射方向图为输入条件，进行反射器的赋形优化，具体地：(S41)以反射器相对于标准抛物面的形变量作为优化变量X；(S42)根据设计指标所要求的波束宽度，在各波束的相应位置布置观测站点，形成观测变量Y；(S43)设置各个观测站点的增益要求和权值系数；(S44)利用物理光学法计算不同频点下各个观测站点的天线性能，并与设置要求进行对比构建目标函数F(X,Y)；(S45)采用Minimax算法对根据步骤(S44)构建的目标函数F(X,Y)进行优化，如果优化结果满足设计要求，则结束优化；否则，返回到步骤(S43)中调整各个观测站点的增益要求和权值系数，重新进行优化，直至优化结果满足设计要求为止。