[发明专利]一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法

说明书

本发明公开了一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法，该方法包括：构建相控阵天线；以有效全向隔离、有效全向灵敏度和有效全向辐射功率为目标函数，基于自适应随机分组量子‑头脑风暴算法优化相控阵天线的性能指标。本发明联合发射波束形成和接收波束形成，同时优化的自适应随机分组量子‑头脑风暴算法，提高连续波雷达收发阵列孔径的隔离度。本发明作为一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法，可广泛应用于雷达阵列天线技术领域。

技术领域

本发明涉及雷达阵列天线技术领域，尤其涉及一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法。

背景技术

传统脉冲雷达通常以时分的方式工作，并在发射的间隙不接收反射的回波信号，这种工作模式在近距离探测、动目标检测以及检测精度上都存在一定的局限性，而连续波雷达的提出在很大程度上缓解了这些难题。连续波雷达通过在扫频周期内发射频率变化的连续波，利用被物体反射后的回波与发射信号存在频率差，可以获得目标与雷达之间的位置信息，其发射和接收同时同频进行，既提高了时间资源利用率，同时还具有低功耗、小型化、低截获以及动目标检测等诸多优点。然而，收发同时的连续波雷达不可避免的在发射机到接收机之间产生强烈的射频干扰，由于发射功率远大于接收功率，这些同频率、高功率的射频干扰将大幅地降低接收机灵敏度，破坏了接收机的正常工作，为此，降低雷达收发之间的干扰是连续波雷达的核心问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法，联合发射波束形成和接收波束形成，同时优化的自适应随机分组量子-头脑风暴算法，提高连续波雷达收发阵列孔径的隔离度。

本发明所采用技术方案是：一种提高连续波雷达收发阵列的隔离度方法，包括以下步骤：

构建相控阵天线；

以有效全向隔离、有效全向灵敏度和有效全向辐射功率为目标函数，基于自适应随机分组量子-头脑风暴算法优化相控阵天线的性能指标。

进一步，所述相控阵天线的阵元包括天线层、馈电层和反射器层，所述天线层与馈电层相贴，所述馈电层与反射器层之间设有间隔。

进一步，所述天线层、馈电层和反射器层的材质均为F4B、介电常数均为3.5、厚度均为1mm、损耗正切均为0.002、物理尺寸均为0.9λ₀×0.9λ₀×0.16λ₀，所述λ₀表示中心频率对应的自由空间中的波长。

进一步，所述相控阵天线的阵元上设有辐射贴片，所述辐射贴片设于相控阵天线的中心，所述辐射贴片的外形为方形、大小为0.6λ₀。

进一步，所述相控阵天线为1x8相控线阵，前4个阵元设置为发射孔径，后4个阵元设置为接收孔径。

天线阵元通过将微带贴片在水平和垂直方向上分成若干小片，形成加载了超材料的串联电容周期阵列。通过精确设计的叉形馈电网络，激发辐射模式一致的多模态，实现宽带阻抗匹配。其工作带宽为8-12GHz，在该频段内相邻阵元的隔离度为25dB以上，单个阵元的增益为10dBi及以上。

进一步，所述以有效全向隔离、有效全向灵敏度和有效全向辐射功率为目标函数，基于自适应随机分组量子-头脑风暴算法优化相控阵天线的性能指标这一步骤，其具体包括：

基于有效全向隔离、有效全向灵敏度和有效全向辐射功率构建目标函数；

根据预设初值公式生成对应数量的个体并进行分组；

计算目标函数值并将每个组中目标函数值最小的个体作为组的中心；

引入第一概率密度函数判定个体的生成方式；

引入第二概率密度函数判定个体是否转为量子态，对个体进行量子计算并计算更新个体的适应度值，以适应度值最小的个体作为下一代个体。