[发明专利]一种通过改善阵列波束方向图旁瓣特性设计天线的方法

说明书

技术领域

本发明方法涉及阵列天线技术领域。本发明提供一种通过改善阵列波束方向图旁瓣特性设计天线的方法。

背景技术

阵列天线在雷达、无线通信、测向、射电天文学等多个领域具有广泛的应用。阵列天线可以利用信号的空域特征，对空时场域内的信号进行滤波处理。

在进行阵列天线设计时，有两个方面决定了该阵列天线空域滤波的性能，一是阵列天线的几何结构构成了该阵列天线工作性能的基本限制，二是设计每个阵元输出数据的复加权。在给定阵列天线几何结构的条件下，这些权值的选择决定了阵列天线波束方向图的特征，也即决定了阵列天线空域滤波的特征。由于阵列天线波束方向图决定了阵列天线空域滤波的特征，因此，阵列天线方向图的研究与设计是阵列天线设计技术领域的核心问题之一。

在雷达、无线通信、测向等技术领域，通常期望获得一个具有尖锐方向性指向的空间窄波束，在二维平面内，理想的期望波束方向图如图1所示，其模型如等式(1)所示。

等式(1)：

F0(η)=1η0(η0-|η|),|η|≤η00,|η|>η0]]>

式中，η为水平方位角或俯仰角θ。

等式(1)与图1所示的理想的期望波束方向图是不可物理实现的，只能在一定程度进行逼近。通常采用的逼近准则之一是最小均方误差准则。等式(2)所示为均方误差意义下的方向图误差。

等式(2)：

ξ=||F(η)-F0(η)||2=∫-ππ|F(η)-F0(η)|2dη]]>

式中，F(η)表示实际的归一化的波束方向图函数，F₀(η)表示理想的归一化的期望波束方向图函数。

物理可实现的波束方向图，必定存在有波束旁瓣，如图2所示。