[发明专利]船舶大规模平面相控阵天线优化布局方法

说明书

技术领域

本发明专利属于天线与电磁兼容技术领域，具体涉及船舶大规模平面相控阵列天线优化布局方法。 

背景技术

相控阵雷达在不同工业领域(气象、导航等)得到越来越广泛的应用。相控阵雷达可以安装于船舶等系统平台上。相控阵雷达通常采用包括数千阵元的平面阵列天线，其中每一个阵元也是一独立的天线。为覆盖360度方位的整个空间，通常需要4个平面阵列天线，每个天线覆盖90度的方位空间。4个天线分布在船舶多面体结构的上层建筑的不同表面上。在船舶上设置多部雷达时，更多天线排列在上层建筑上。由于电磁波的传播特性，不同天线间会存在电磁耦合，耦合的结果可能会带来电磁干扰。在船舶平台上，为实现最优化布局，需要对平面相控阵天线间的耦合进行理论上的预测和计算。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种船舶大规模平面相控阵列天线优化布局方法。本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：船舶大规模平面相控阵列天线优化布局方法，其特征在于：它包括以下步骤： 

1)对于设置在船舶平面的两个阵列天线，设其中一个为发射阵列天线，另一个为被干扰阵列天线，求出发射阵列天线的端口电流； 

2)根据发射阵列天线的端口电流和阵列天线间互阻抗矩阵求解被干扰阵列天线的端口电流，即被干扰天线的耦合参数； 

3)用隔离度来衡量阵列天线间互耦，定义为 

其中P_r为发射阵列天线的发射功率，对一个确定的发射阵列天线来说，为已知量；P_s为被干扰阵列天线的接收功率， I_i为被干扰阵列天线的各端口电流，R为被干扰天线阵元激励端的内阻抗； 

4)将发射阵列天线和被干扰阵列天线布置在不同的位置，并且变换发射阵列天线的波束方向，以得到隔离度随波束方向的变化曲线，对比不同位置下得到的隔离度的值，选取各方 向下隔离度都较低的位置作为阵列天线的最优布局；所述发射阵列天线的波束方向包括方位角和俯仰角。 

按上述方案，所述步骤1)将阵元数为N的发射阵列天线和阵元数为N′的被干扰阵列天线构成的整个系统视为N+N′个端口的线性网络，激励电压和响应电流满足： 

V＝ZI    (1)， 

V、I、Z分别为两个阵列天线的端口激励电压、响应电流、端口互阻抗矩阵； 

V、I、Z表示为 

V=VeVr,]]>I=IeIr,]]>Z=ZeeZerZreZrr,]]>

分别带入式(1)，得到：