球面共形陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)及其波束賦形技術(shù)研究.pdf

1、陣列天線由很多天線單元組成，這些單元共形于物體表面，以減少或消除窒氣動(dòng)力學(xué)性能的影響，這種天線就稱為共形天線。共形天線具有剖面低，重量輕，易于安裝于飛行器表面等優(yōu)點(diǎn)，使得在天線技術(shù)不斷發(fā)展的今天，共形天線越來(lái)越多的應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。球面陣列就是指所有陣元分布在一個(gè)球體的表面。球面陣列天線作為共形天線的一種，自然具備共形天線所有的優(yōu)點(diǎn)。但由于自身形狀的獨(dú)特性，又使得它擁有一般陣列天線所不具有的輻射特性。平面陣列的最大可能掃描角受到一定限制。

2、如果平面陣列上的陣元之間的距離不足半個(gè)波長(zhǎng)，互耦就會(huì)增加，相應(yīng)地陣列性能就會(huì)下降。如果陣元間距過大，最大掃描角會(huì)受到的柵瓣的限制。球形陣列靈活的地方是陣元能沿著表面移動(dòng)。因此，掃描角會(huì)增加同時(shí)柵瓣現(xiàn)象會(huì)減少。
　　 本文從一個(gè)球形天線模型入手，逐步分析介紹了該模型的陣列稀疏優(yōu)化、波束賦形以及微帶陣元在該模型中的應(yīng)用，分析過程中采用遺傳算法這一全局優(yōu)化方法。直線陣和平面陣的低副瓣陣列方向圖綜合技術(shù)不適合球形陣列。在球面共形天線陣列

3、的稀疏綜合中，不考慮單元方向性函數(shù)，忽略陣元間互耦效應(yīng)，陣列等幅同相加權(quán)，在保持陣列孔徑不變的情況下，以陣元分布位置作為優(yōu)化參量，以最大相對(duì)副瓣電平作為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行優(yōu)化稀疏，減少了陣元數(shù)量，降低了系統(tǒng)成本。在天線波束賦形部分，介紹了窄波束零陷和寬波束零陷。針對(duì)每一種零陷，又通過幅值擾動(dòng)零陷、相位擾動(dòng)零陷和復(fù)權(quán)值擾動(dòng)零陷這三種分析方法進(jìn)行仿真、分析和比較。在遺傳操作過程中，改進(jìn)了編碼方法，構(gòu)造的適應(yīng)度函數(shù)不但以二定的零陷深度為目標(biāo)，還考