买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了一种基于预相位和混合馈相法的相控阵天线设计方法，包括1、输入移相器的位数和预相位的种类数；2、计算预相位的相位间隔；3、构造在每个阵元预加了预相位的新型相控阵；4、生成阵元激励电流的归一化幅度分布；5、输入预期波束指向；6、用混合馈相法，对整个阵列的精确馈电相位进行多次量化，得到多次量化的馈电相位；7、分别计算副瓣和波束指向误差，择优选择初始种群；8、用启发式算法进一步优化，得到副瓣电平接近精确馈相效果的全局最优解；9、反演每个阵元对应的移相器状态。本发明克服了传统相控阵在低比特馈相时存在高副瓣的问题，通过降低移相器位数来降低相控阵的控制复杂度，简化控制结构，降低成本。

主权项：1.一种基于预相位和混合馈相法的相控阵天线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、输入移相器的位数Q和预相位的种类数P；步骤2、计算预相位的相位间隔Δγ；计算第i种预相位的相位值γi；计算预加了第i种预相位的阵元所能获得的馈电相位的集合Xi＝{xi,1,xi,2,...,xi,t}，i＝1,2,…,P，t＝1,2,…,2Q；xi,t表示预加了第i种预相位的阵元在移相器状态为t时所能获得的馈电相位，xi,t等于第i种预相位的相位值γi和此时移相器相位值δt之和；步骤3、根据移相器的位数Q选择不同的预相位排布方式，构造在每个阵元预加了预相位的新型相控阵；若Q2，即Q＝1，则预相位的排布方式是关于阵列中心非对称的；若Q≥2，则预相位的排布方式是关于阵列中心非对称或是关于阵列中心对称；步骤4、根据预期的副瓣要求，生成阵元激励电流的归一化幅度分布；步骤5、输入预期波束指向，根据预期波束指向生成每个阵元的精确的馈电相位；步骤6、用混合馈相法，对整个阵列的精确馈电相位进行QBit量化，初步对消副瓣，得到QBit量化的馈电相位，并重复这一过程共S次，得到S个集合，每个集合包含其中一次混合馈相后的整个阵列的QBit量化的馈电相位；步骤6中混合馈相法为直接量化和随机量化相结合的方法，即对直接量化范围内的精确馈电相位进行直接量化，对直接量化范围外的精确馈电相位进行随机量化，通过常数C来控制直接量化和随机量化的边界，C∈0,0.5：因为相位以360deg为周期的，所以任何一个加载了第i种预相位的阵元的精确相位φi一定满足γi+R-1·Δδ≤φi≤γi+R·Δδ，这里R为整数，设置精确相位φi经过混合馈相后的变为QBit量化的馈电相位ψi；对直接量化范围内的φi，采用直接量化，ψi取距离最近的QBit量化的相位值，如式4-1和式4-2所示；对随机量化范围内的φi，采用随机量化，每次量化生成一个随机数rand，当rand≤0.5时，ψi取QBit量化的舍尾值，如式5-1所示；当rand0.5时，ψi取QBit量化的进位值，如式5-2所示；因为相位以360deg为周期的，所以加载了第i种预相位的阵元的量化相位ψi等价转化到某个xi,t，即ψi∈Xi； 步骤7、将步骤6得到的S个的集合中的QBit量化的馈电相位和阵元激励电流的归一化幅度相结合，转化为复激励，分别计算副瓣电平SLL和波束指向误差；从选出副瓣较低且波束指向误差在0.5deg之内的L个集合，其中LS，构成待优化的初始种群；步骤8、利用步骤7得到的初始种群，以QBit量化的馈电相位为优化变量，以副瓣电平SLL为目标函数，通过优化方法，对初始种群的进行优化，对消副瓣，得到与精确馈相相比副瓣电平上升在1dB之内的全局最优解；步骤9、利用步骤8得到的全局最优解反演出此时的每个阵元对应的移相器状态t_best，这里t_best＝1,2,..,2Q。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种基于预相位和混合馈相法的相控阵天线设计方法