[发明专利]一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置，其中，该方法包括：获取根据圆口径天线面沿半径分布的电场值所得到的待优化的适应度函数；利用进化算法，对适应度函数进行优化，得到优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值；利用优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，通过适应度函数还包括的圆口径天线面的电场值与圆整形面的电场值对应关系的函数，确定出优化后的圆整形面沿半径分布的电场值；利用优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值的最大值和次大值，确定优化后的圆整形面沿半径分布的副瓣电平。

技术领域

本发明涉及电磁波近场通信技术领域，特别是涉及一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置。

背景技术

目前现有技术的天线方向图，如图1所示，该天线方向图显示有多个波瓣，最大辐射方向的波瓣称为主瓣11，除主瓣11以外其余波瓣统称为副瓣12。一般为了提高天线辐射的电磁功率密度，尽可能让辐射区的天线辐射的电磁能量集中于主瓣11的辐射方向，所采用的方式就是电磁波NF(near field，近场)整形。

对于电磁波NF整形的整形程度，可以通过天线的副瓣电平来衡量。也就是，通过天线的副瓣电平反映电磁能量是否集中于主瓣的辐射方向。该天线的副瓣电平为副瓣最大辐射方向上的功率密度与主瓣最大辐射方向上的功率密度之比的对数值。该天线的副瓣电平愈小，则天线辐射的电磁能量愈集中于主辐射方向。

目前现有技术可以通过凸优化实现电磁波NF整形，具体步骤如下：

获取任一圆口径天线上的多个电场值作为待优化变量；将该待优化变量作为预设待优化矩阵的元素；

使用平面波谱模式展开、FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换)对预设待优化矩阵的元素进行运算，并使用凸优化对预设待优化矩阵的元素进行迭代运算，直至迭代满足凸优化的约束条件所限定的SLL(Sidelobe Level，副瓣电平)小于预设阈值时，得到圆整形面沿半径分布的电场值；

将圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值次大值和最大值之比，作为圆整形面沿半径分布的副瓣电平。

这种方式虽然实现了电磁波NF整形，然而本申请发明人在实现本发明的过程中，发现这种电磁波NF整形会存在如下问题：

将待优化变量作为预设待优化矩阵的元素，使用平面波谱模式展开及FFT进行运算，还使用凸优化进行运算，这样运算过程比较复杂，并且，凸优化的运算量比较大，会增加系统运行负荷。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法及装置，以实现电磁能量更加集中于主瓣的辐射方向，运算量小，减小系统运行负荷。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种基于电磁波近场整形的副瓣电平确定方法，包括：

获取根据圆口径天线面沿半径分布的电场值所得到的待优化的适应度函数，所述适应度函数包括：对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求最大副瓣电场幅度值的函数，和/或对圆整形面上多个副瓣电场幅度值对应的归一化的电场幅度值向量求和函数；

利用进化算法，对所述适应度函数进行优化，得到优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，该进化算法的输入参数对应的数值包括：待优化变量对应的所述预设数量个的个数、预设种群大小、所述预设迭代次数、所述适应度函数；

利用优化后的圆口径天线面沿半径分布的预设数量个的电场值，通过所述适应度函数还包括的圆口径天线面的电场值与圆整形面的电场值对应关系的函数，确定出优化后的圆整形面沿半径分布的电场值；

利用优化后的圆整形面沿半径分布的电场值中的电场幅度值的最大值和次大值，确定优化后的圆整形面沿半径分布的副瓣电平。