[发明专利]一种基于稀布相控阵馈电的平面龙伯透镜天线

权利要求书

1.一种基于稀布相控阵馈电的平面龙伯透镜天线，其特征在于，包括圆柱形平面透镜、馈源天线和支撑单元；

所述圆柱形平面透镜包括一个实心圆柱透镜和若干个空心圆柱透镜，若干个空心圆柱透镜依次逐层嵌套于实心圆柱透镜外围，所有圆柱透镜保持同心；由内到外各层透镜的横向截面长度依次增大，最外层空心圆柱透镜的表面设置突起结构，用于和支撑单元固定连接；圆柱形平面透镜中每个透镜的相对介电常数从内到外依次减小；

所述馈源天线位于圆柱形平面透镜的正下方，由m×k个阵列排列的天线单元组成；

所述支撑单元包括两个支撑杆和一个支撑平面，所述馈源天线设置于支撑平面上，两个支撑杆分别设置于支撑平面的两端，支撑杆的一端与支撑平面固定连接，另一端与圆柱形平面透镜固定连接；

m×k个天线单元稀布设置，同时设定支撑杆高度，使平面龙伯透镜天线在扫描工作过程中天线单元的激励幅度不发生改变；其中，m×k个单元天线稀布设置根据遗传算法优化计算得到，具体优化过程为：

步骤1、随机产生初始单元天线分布阵列A，采用方向图计算公式得到初始单元天线分布阵列A的方向性系数Ｄ和最大副瓣电平，F=D-最大副瓣电平，F为评估依据；

步骤2、随机生成一个密度加权随机分布阵列B，按照步骤1的评估依据计算方法计算随机分布阵列B的F；若比A好，则用随机分布阵列B的第一列替换初始单元天线分布阵列A中的第一列，然后重新计算替换后初始单元天线分布阵列A的F值，若更大则实施替换，并更新F的值；否则不互换；

步骤3、重复步骤2，直至替换整个初始单元天线分布阵列A阵列的所有列，得到最优的F值和更新后的A阵列；

步骤4、按照0.005~0.1的变异率，更新步骤2中随机分布阵列B的所有列，得的新的阵列B；

步骤5、重复步骤2至步骤4，直至达到迭代次数设定，即可获得最终的单元天线稀布排列结果。

2.如权利要求1所述的平面龙伯透镜天线，其特征在于，所述馈源天线的最大长度尺寸小于圆柱形平面透镜横向截面长度的最大尺寸。

3.如权利要求1所述的平面龙伯透镜天线，其特征在于，m≥2，k≥2。

4.如权利要求1所述的平面龙伯透镜天线，其特征在于，每层圆柱透镜的相对介电常数的设定按照以下步骤进行：

步骤1、通过电磁仿真优化出符合性能指标的球形龙伯透镜天线，确定球形龙伯透镜的组成层数、直径和每一层介质材料的电参数；

步骤2、将步骤1得到的球形龙伯透镜通过光学变换进行压缩，得到由圆柱透镜组成的圆柱形平面透镜中每层圆柱透镜横向截面宽度、横向截面长度和电参数。

5.如权利要求4所述的平面龙伯透镜天线，其特征在于，电参数包括相对介电常数和相对磁导率。

6.如权利要求1所述的平面龙伯透镜天线，其特征在于，若馈源天线由4×4个天线单元组成，则具体的稀布设置C为：

C=[0 1 1 0; 1 1 1 0; 0 1 1 1; 1 0 1 0]

其中，0表示无源天线单元，即不对天线单元进行激励；1表示有源天线单元，对天线单元进行激励。