[发明专利]基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法

权利要求书

1.基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，初始化阵元工作状态向量；

步骤2，对初始化后的阵元工作状态向量进行连续化处理；

步骤3，根据阵列天线阵元选取规格，进行相应的建模及电磁仿真；

步骤4，首先，对步骤2的工作状态c_t下的增益方向图进行计算，其次，再对远场监测点的辐射功率进行计算获得远场监测点处端面辐射功率参数；

步骤5，计算监测点处端面辐射功率与测试所得的功率值的二范数值，构建表征函数；

步骤6，判断计算得到的功率值的二范数值是否满足迭代次数要求，满足要求则输出当前阵元工作状态向量，否则，利用量子粒子群算法对阵元工作状态向量进行更新迭代；更新完成后重复步骤2至步骤6。

2.根据权利要求1所述的基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，步骤1具体为：

初始化阵元工作状态向量c₀＝[c₁，…，c_n，…]，该向量维数与阵列大小相对应，当阵元n不工作时，c_n＝0，当阵元n正常工作时，c_n＝1。

3.根据权利要求2所述的基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，步骤2具体为：

对初始化后的阵元工作状态向量c₀进行连续化处理，采用Sigmoid函数，c_n连续化处理后的表达式为

其中，t表示循环次数，γ表示陡度参数，0为函数下限，x的取值范围为0～1，随着x的增大，函数值趋于上限1；处理后的阵元工作状态向量

4.根据权利要求3所述的基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，步骤3中，阵元阵中远场方向图函数采用全波方法仿真空气介质微带贴片天线获得，θ表示俯仰角坐标，表示方位角坐标。

5.根据权利要求4所述的基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，步骤4具体为：

步骤4.1、根据给定的阵元工作状态向量c_t进行电磁分析，其中计算方法采用方向图乘积定理：

式中，

其中，表示阵列天线场强方向图，j表示复数，w_n表示阵列天线激励，I_n表示归一化激励幅度，φ_n表示激励相位，k表示波数，表示阵元位矢，表示空间单位向量；

步骤4.2、获得增益参数，按照下式计算增益方向图：

其中，Ω表示全域空间；

步骤4.3、获得远场监测点处端面辐射功率参数，如下所示：

其中，i为监测单元序号，为第i个监测单元端面辐射功率；是发射天线的增益，θ_t和表示发射天线局部角坐标；是第i个监测单元的增益，和表示第i个监测单元的局部角坐标；P_t是发射天线辐射功率，R是收发距离，λ为波长。

6.根据权利要求5所述的基于远场辐射功率诊断天线阵列失效单元方法，其特征在于，步骤5中，构建表征函数，如下所示：

其中，M为监测单元数目，i为监测单元距离发射天线由远及近的顺序排布，即距离发射天线最远的监测单元i＝1，距离发射天线最近的监测单元i＝M；为实测的监测单元i的功率值，η_i是权值系数。