[发明专利]相控阵天线阵面综合实现方法

权利要求书

1.一种相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，建立子阵级仿真模型，并考虑互耦效应计算作为子阵的待考核单元的辐射单元的阵中方向图；

步骤二，将对天线方向图产生影响的参数作为设计变量，建立二维阵列优化综合模型和基于非线性最小二法的数学模型；以及

步骤三，采用软件自带函数对所述数学模型进行求解，并通过优化综合对所述参数进行优化。

2.根据权利要求1所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述子阵级仿真模型为：将所述子阵的中心单元作为所述待考核单元，并在其周围按是奇阵列构型分布多圈单元，

其中，各个单元之间的间距和布局与实际阵列结构一致。

3.根据权利要求2所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述步骤一包括：

采用电磁仿真软件，构建所述子阵级仿真模型，以计算所述辐射单元的阵中方向图和反射系数；

根据所述子阵级仿真模型，判断所述互耦效应对所述辐射单元的有源驻波的影响；以及

考虑到所述子阵中的其他单元对所述辐射单元的互耦效应，获得所述辐射单元的所述阵中方向图。

4.根据权利要求2所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，在所述步骤一中执行：

对所述子阵中的所有单元进行馈电，通过改变各个单元的激励相位，使所述子阵的方向图的波束指向在波束覆盖范围内的多个典型波位，从而计算每个波位下所述带考核单元的反射系数；

将所述子阵中除了所述待考核单元外的其他单元置于不加激励的端口匹配状态并对所述待考核单元单独馈电；以及

考虑到所述子阵中的其他单元对所述待考核单元的互耦效应，通过仿真计算得到所述待考核单元的所述阵中方向图，

其中，所述反射系数随所述波束指向而变化，从而表示所述子阵中的其他单元对所述待考核单元产生的影响。

5.根据权利要求1所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述对天线方向图产生影响的参数至少包括：单元的激励幅度、单元间距、和单元栅格位置。

6.根据权利要求5所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述步骤二包括：

将所述对天线方向图产生影响的参数作为所述设计变量；

根据要求指标，建立优化综合的目标方向图；

在所述优化综合的目标方向图的方位面上，取多个切面参加优化计算并设计包含不同切面的优化综合目标函数；以及

考虑到所述设计变量待满足的边界约束条件，建立所述基于非线性最小二法的数学模型。

7.根据权利要求6所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述要求指标至少包括：要求的方向图波瓣宽度和副瓣电平。

8.根据权利要求1所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，所述软件自带函数为Matlab自带的非线性最小二乘解函数。

9.根据权利要求8所述的相控阵天线阵面综合实现方法，其特征在于，在所述步骤三中执行：

采用所述Matlab自带的非线性最小二乘解函数，经过有限次迭代趋向最优解，求得所述基于非线性最小二法的数学模型最优解，此时作为运算返回值的残差很小。