[发明专利]基于空间映射的大规模相控天线阵列宽角扫描优化方法

权利要求书

1.一种基于空间映射的大规模相控天线阵列宽角扫描优化方法，其特征在于，步骤如下：

第1步，建立阵列天线模型，在不考虑互耦的情况下确定阵列天线的总辐射场；

第2步，由第1步所得阵列天线的总辐射场，根据方向图乘积法推导出阵列天线的辐射方向图公式，建立阵列天线空间映射粗模型，优化粗模型并确定粗模型的最优设计参量；

第3步，细模型采用全波分析矩量法，通过参量提取使得粗模型的响应逼近细模型的响应，建立粗模型参量与细模型参量的映射关系；

第4步，利用第2步中粗模型的最优设计参量和第3步中所建立映射关系的逆映射得到细模型的预测参量，对细模型的预测参量进行仿真验证，判断所得响应是否满足设计要求，如果不满足，对所建立的粗模型参量与细模型参量的映射关系进行迭代更新，同时不断获取细模型新的预测参量并进行仿真验证，直到所得响应满足设计要求。

2.根据权利要求1所述基于空间映射的大规模相控天线阵列宽角扫描优化方法，其特征在于，第1步所述建立阵列天线模型，在不考虑互耦的情况下确定阵列天线的总辐射场，具体步骤如下：

步骤1.1，建立阵列天线模型，建立N元阵列天线，每行中相邻单元之间的间距为d_x，相邻两行单元之间的纵向间距为d_y，以第0个天线单元为坐标原点，以第0列天线单元为x轴，以第0列天线单元为y轴，以垂直于阵列天线向上方向为z轴建立坐标系xyz，设坐标系xyz中任意一点的俯仰角为θ，水平角为图中第i个单元的坐标位置为(d_ix,d_iy,0)，第i个单元所加激励A_i表示为：

Ai=Iie-j(αx+αy)---(1)]]>

其中，I_i为第i个单元激励的幅度，α_x为激励横向相位，α_y为激励纵向相位；

步骤1.2，忽略阵列天线中各天线单元之间的互耦，确定阵列天线的总辐射场，具体步骤如下：

（1.2.1）首先确定天线单元的辐射场，则第i个天线单元的辐射场E_i如下：

Ei=Aie-jkriri=Iie-jkrre-j(αx+αy)e-jk(ri-r)---(2)]]>

其中，k为波数且k＝2π/λ_g，r表示第0个天线单元到场点的距离矢量，r_i表示第i个天线单元到场点的距离矢量，波程差为：

（1.2.2）将式（3）代入式（2），则第i个天线单元的辐射场E_i表示为：

（1.2.3）在不考虑天线单元互耦的情况下，阵列天线的总辐射场E_T为各天线单元辐射场的叠加：

其中，为方向图函数，且且：

将式（6）代入（5），得到不考虑互耦的阵列天线的总辐射场E_T为：

其中，N为天线阵列中天线单元的个数。