[发明专利]基于广义散射矩阵的强耦合宽带相控阵带内RCS控制方法

权利要求书

1.基于广义散射矩阵的强耦合宽带相控阵的带内RCS控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建强耦合宽带相控阵，提取强耦合宽带相控阵的广义散射矩阵G，广义散射矩阵的表达式如下：

式中：Γ代表天线激励端口的反射参数矩阵，R代表作接收状态时天线的接收参数矩阵，T代表作发射状态时天线的发射参数矩阵，S代表电磁波入射时在天线阵面的反射系数，I为单位阵；

步骤2：为每个单元设计不同的匹配电路，并提取第i个单元其匹配电路的散射参数矩阵K_i；抑或采用等效电路的思想，快速计算匹配电路的散射参数矩阵，K_i的表达式如下：

式中：K_i为第i个单元其匹配电路的S参数矩阵，与分别代表第i个单元其匹配电路中其他所有端口接匹配负载时端口1和端口2的反射系数，是指第i个单元其匹配电路中其他所有端口接匹配负载时从端口2至端口1的传输系数，是指第i个单元其匹配电路中其他所有端口接匹配负载时从端口1至端口2的传输系数；

步骤3：利用综合预估表达式，预测强耦合宽带相控阵中每个单元端接不同的匹配电路后强耦合宽带相控阵的广义散射参数矩阵G_m，广义散射矩阵的综合预估表达式如下：

步骤4：利用计算出的广义散射参数矩阵G_m，可以轻易计算出强耦合宽带相控阵的有源驻波以及单站/双站RCS；

步骤5：结合全局优化算法优化每个单元端接的匹配电路，设计新的强耦合宽带相控阵，相比于原阵列其单站/双站RCS得到显著缩减，同时保证其辐射特性不被恶化；

步骤6：在仿真模型中将优化后的各个单元匹配电路端接于对应单元，利用电磁仿真软件全波仿真最终优化的模型，验证预测的辐射与散射特性；

步骤7：提取最终优化模型的有源方向图和激励端口无源散射参数矩阵，利用全局优化算法优化每个单元激励的幅度与相位，提高相控阵的可实现增益；

步骤4中强耦合宽带相控阵中每个单元的有源驻波可以利用广义散射参数矩阵G_m中的Γ_m通过有源反射系数合成公式获得。

2.根据权利要求1所述的基于广义散射矩阵的强耦合宽带相控阵的带内RCS控制方法，其特征在于，步骤3中的广义散射矩阵综合预估表达式完全考虑了每个单元端接不同匹配电路后激励端口之间的耦合影响，是一个精确的广义散射矩阵预估表达解析式。

3.根据权利要求1所述的基于广义散射矩阵的强耦合宽带相控阵的带内RCS控制方法，其特征在于，该方法对于具有宽带特性的相控阵天线带内任意频点处辐射性能保持良好的前提下实现带内RCS的有效控制具有非常好的普适性。