[发明专利]基于幅相调控的超宽带强耦合天线阵边缘效应抑制方法

权利要求书

1.基于幅相调控的超宽带强耦合天线阵边缘效应抑制方法，其主要特征在于首先针对结构设计完善的强耦合天线阵，通过全波仿真或实验测试得到全孔径阵列单元端口散射参数和有源单元增益方向图，然后按照以下两式分别计算出工作频带内全孔径阵列单元有源反射系数和阵列可实现增益方向图：

其中，I_m(f_i)和分别表示天线阵第m个端口在频点f_i处的幅度和相位激励，S_n,m(f_i)表示强耦合天线阵第m个单元与第n个单元在工作频点f_i处的耦合系数，f_l和f_h分别表示工作频段内最低和最高工作频率，表示球坐标系下的俯仰角和方位角，表示期望的波束扫描角度，第n个天线单元在频点f_i处有源单元增益方向图，最后在超宽带工作频段范围内f_i∈[f_l,f_h]，为求出抑制边缘效应影响的最佳幅相激励，在全孔径阵列单元有源反射系数满足给定最大反射系数ρ的条件下，可通过以优化工作频率范围内阵列可实现增益为目标来实现，该问题可表达为：

其中，C表示复数集，表示由工作频点f_i处有源单元增益方向图构成的阵列流型矩阵，w(f_i)表示由工作频点f_i处激励幅度和激励相位构成的复激励向量，S_n(f_i)表示由散射矩阵S(f_i)的第n行元素构成的行向量，I(f_i)＝[I₁(f_i),I₂(f),…,I_N(f_i)]^T表示由天线阵在工作频点f_i处的激励幅度构成的向量，表示由天线阵在工作频点f_i处的激励相位构成的向量，(°)表示哈达码积。

2.根据权利要求1所述的基于幅相调控的超宽带强耦合天线阵边缘效应抑制方法，其特征还在于(3)-(4)中的非凸优化问题可通过迭代的方式可转化为迭代凸优化问题，其中第k次迭代过程中的凸优化问题为：

其中，b(f_i)表示待优化的中间向量，R表示实数集，表示第k-1次迭代过程中的相位激励向量，μ表示大于0的参数，E表示元素全为1的列向量，当达到最大迭代次数K或者相邻两次迭代目标函数差值小于0.001，则终止算法，进而得出天线阵在工作频点f_i处的幅度和相位激励，并按照公式(1)和(2)计算出工作频段范围内天线阵可实增益方向图和全孔径阵列单元有源反射系数。