[发明专利]一种基于互补结构的天线阵列设计的预处理方法

摘要

本发明涉及一种基于互补结构的天线阵列设计的预处理方法，所述方法包括如下步骤：步骤(1)：确定工作频率高的天线工作的中心频率f_0H、工作频率低的天线工作的中心频率f_0L、工作频率高的天线最小阵元间距d_H，工作频率低的天线最小阵元间距d_L；步骤(2)：确定工作频率较低的天线阵列的排布方式；步骤(3)：确定相控阵雷达阵面内双频天线阵列的混布区域；步骤(4)：获取频率高的天线阵列互补结构的尺寸规格及种类的数量；步骤(5)：将结果保存到数据库中。本发明的预处理方法可以降低双频共孔径相控阵对TR组件尺寸限制和规格限制，有效降低阵元密度与TR组件密度，使整阵更易于工程化模块化设计。

主权项

1.一种基于互补结构的天线阵列设计的预处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤(1)：根据工作频率高的天线所处频段A、工作频率高的天线半波束扫描范围θ_H，工作频率低的天线所处频段B、工作频率低的天线波束扫描范围θ_L，确定工作频率高的天线工作的中心频率f_0H、工作频率低的天线工作的中心频率f_0L、工作频率高的天线最小阵元间距d_H，工作频率低的天线最小阵元间距d_L；步骤(2)：根据步骤(1)确定的工作频率低的天线最小阵元间距d_L、雷达口面约束以及阵面布置方式，确定工作频率较低的天线阵列的排布方式；具体包括：以工作频率低的天线最小阵元间距d_L为栅格边长构成矩形栅格，栅格中的交点代表可能的阵元摆放位置P_L；则阵列可布阵元位置P'_L由下式获得：P'_L＝P_L∩S式中S表示去除结合紧固件工装需占用空间后雷达口面区域；天线阵列行、列单元数均为偶数；步骤(3)：根据步骤(2)确定的工作频率较低的天线阵列的排布方式，以及工作频率高的天线最小阵元间距d_H和工作频率低的天线最小阵元间距d_L，结合期望采用的TR组件规格形式、工作频率高的天线3dB波束宽度θ_H3dB，确定相控阵雷达阵面内双频天线阵列的混布区域；步骤(4)：获取频率高的天线阵列互补结构的尺寸规格及种类的数量；互补结构定义为：以某一行或列为基准，其余行或列单元在阵面内以垂直于该行或列的方向向该行或列合并，最终会形成均匀满阵结构；以数学语言描述为：存在由0、1组成的N元向量X，以及由0、1组成的N元向量Y，0表示无阵元，1表示有阵元，当满足如下条件时，则向量X、Y组合为互补结构；其中，X(n)为向量X中的元素，Y(n)为向量Y中的元素，n为元素的序号；步骤(5)：将步骤(1)～(4)的结果作为基于互补结构的天线阵列设计的输入数据保存到数据库中。