[发明专利]基于L1范数约束的近场稀布天线阵列优化方法

摘要

本发明提供一种基于L1范数约束的近场稀布天线阵列优化方法，包括以下步骤：步骤1.确定需要的近场稀布天线阵列方向图的指标参数；步骤2.采用L1范数约束理论对阵列单元位置和对应激励进行迭代求解；步骤3.每次迭代得到阵列激励后对其进行归一化，计算激励幅度大于给定值的阵元数目；步骤4.判断是否连续3次迭代的单元数目相等，若相等，则算法收敛，得到最终阵列拓扑与对应激励，本发明基于L1范数最小化，得到稀疏的近场天线阵列拓扑与对应激励，相比传统方法，其副瓣电平可控，同时解决了近场聚焦技术中的焦点偏移问题。

主权项

1.一种基于L1范数约束的近场稀布天线阵列优化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1.确定需要的近场稀布天线阵列方向图的指标参数：根据给定的阵列口径大小的条件，设置一个阵元均匀分布的平面阵列，再确定所需要的辐射近场区焦点位置、波束宽度以及副瓣电平；步骤2.采用L1范数约束理论求解阵列单元位置和对应激励确定了需要的近场稀布天线阵列方向图的指标参数后，如下定义稀布阵列三维方向图赋型问题：考虑一个在步骤1中确定的有N个天线单元的平面阵列，其中第n个阵元所在位置为rn，激励为wn，归一化辐射方向图为Fn(r)，r＝(x,y,z)为辐射近场区的观测位置，有了以上假设后，近场天线阵列分析问题表示为其中E为电场强度，λ为自由空间中的工作波长；有了近场天线阵列的分析表达式后，考虑以下L1范数最小化的优化问题：min||Akwk||1subject to E(0,0,z0)＝1|E(x,y,z0)|≤ρSL for(x,y)∈ΩSL|E(0,0,z)|≤1式中k表示第k次迭代；A是N维对角矩阵，其第n个元素为1/(|wnk‑1|+ε)，ε为设定的激励最小值；(0,0,z0)为步骤1中确定的焦点位置；ΩSL为焦点所在，且与天线口径平行的平面上的副瓣区域；ρSL为副瓣电平的上限约束；当k＝1时，A为单位矩阵；步骤3.每次迭代得到阵列激励后归一化，将激励幅度小于ε的视为0，并由此计算非0阵元数目；步骤4.判断是否连续3次迭代的单元数目相等，若相等，算法收敛，得到最终阵列拓扑与对应激励；若不相等回到步骤2继续迭代。