The invention provides a comprehensive realization method of phased array antenna, which comprises the following steps: step one, the establishment of subarray level simulation model, and considering the mutual coupling effect was calculated as the direction of radiation for unit assessment unit array array diagram; step two, will have an impact on the antenna parameters as the design the establishment of a two-dimensional array of variables, the optimal synthesis model and nonlinear mathematical model based on the method of minimum two; and step three, the software functions to solve the mathematical model, and through the comprehensive optimization to optimize the parameters. Therefore, the method of the invention can optimize the synthesis of a two-dimensional array of complex, the results of simulation and Optimization for different sections, and the optimization of the integrated use of simple algorithm, after repeated calculation can obtain the global optimal solution.
【技术实现步骤摘要】
相控阵天线阵面综合实现方法
本专利技术属于微波天线
,涉及一种相控阵天线阵面综合实现方法。
技术介绍
相控阵天线具有波束扫描快捷、波束形状可变、无活动部件、对卫星姿态无影响、抗干扰能力强等特点。由于相控阵天线本身的特点,给其应用带来诸多限制,例如扫描角度较小、副瓣较高、互耦效应大等问题。相控阵天线的辐射单元端口的反射系数S11定义为S11=b/a,其中,a是端口输入功率,b是反射回端口的功率,但是在多端口阵列中,端口的反射系数不仅仅是受本端口输出输入功率比的制约,还需要考虑到其他端口的输出的功率到达该端口的功率。如图1所示,给出了阵列天线信号激励与反射的示意图。由于相控阵天线的辐射单元性能受到周围天线的影响,从而使其端口反射系数和辐射方向图都发生改变。辐射单元的阻抗会随波束扫描角θ而变化,天线与自由空间不匹配会在某些扫描角产生大的功率反射,导致方向图性能恶化。这种变化是主要由于各辐射单元的能量耦合引起的,当单元间距小到一定程度,如一个波长以内,其大小不可忽视。近年来随着相控阵天线技术的不断发展,相控阵天线技术开始应用于宇航领域中,主要用于建立测距与通信链路。为保证相控阵天线对来自非目标区域的干扰信号具有抑制能力,必须有效地降低天线的副瓣电平。在现有技术中,目前常用的低副瓣优化综合方法,比较有代表性的是Schelkunoff单位圆法和Dolph-Chebyshev法等,然而,这些方法存在以下缺点:1)只对阵列因子进行优化综合,不考虑单元互耦影响。对于一个有限口径的阵列,阵元之间的互耦影响使得每个阵元的方向图与其所处的位置有关,如不考虑互耦影响,则优化得 ...
【技术保护点】
一种相控阵天线阵面综合实现方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,建立子阵级仿真模型,并考虑互耦效应计算作为子阵的待考核单元的辐射单元的阵中方向图;步骤二,将对天线方向图产生影响的参数作为设计变量,建立二维阵列优化综合模型和基于非线性最小二法的数学模型;以及步骤三,采用软件自带函数对所述数学模型进行求解,并通过优化综合对所述参数进行优化。
【技术特征摘要】
1.一种相控阵天线阵面综合实现方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,建立子阵级仿真模型,并考虑互耦效应计算作为子阵的待考核单元的辐射单元的阵中方向图;步骤二,将对天线方向图产生影响的参数作为设计变量,建立二维阵列优化综合模型和基于非线性最小二法的数学模型;以及步骤三,采用软件自带函数对所述数学模型进行求解,并通过优化综合对所述参数进行优化。2.根据权利要求1所述的相控阵天线阵面综合实现方法,其特征在于,所述子阵级仿真模型为:将所述子阵的中心单元作为所述待考核单元,并在其周围按是奇阵列构型分布多圈单元,其中,各个单元之间的间距和布局与实际阵列结构一致。3.根据权利要求2所述的相控阵天线阵面综合实现方法,其特征在于,所述步骤一包括:采用电磁仿真软件,构建所述子阵级仿真模型,以计算所述辐射单元的阵中方向图和反射系数;根据所述子阵级仿真模型,判断所述互耦效应对所述辐射单元的有源驻波的影响;以及考虑到所述子阵中的其他单元对所述辐射单元的互耦效应,获得所述辐射单元的所述阵中方向图。4.根据权利要求2所述的相控阵天线阵面综合实现方法,其特征在于,在所述步骤一中执行:对所述子阵中的所有单元进行馈电,通过改变各个单元的激励相位,使所述子阵的方向图的波束指向在波束覆盖范围内的多个典型波位,从而计算每个波位下所述带考核单元的反射系数;将所述子阵中除了所述待考核单元外的其他单元置于不加激励的端口匹配状...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈腾博,薛欣,张涛,范占春,江涛,杜海龙,李佼珊,
申请(专利权)人:北京空间飞行器总体设计部,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。