基于迭代FFT算法的平面阵列交错稀疏布阵方法

交错稀疏阵列天线的设计需要实现"稀疏布阵"和"子阵交错机制"两个关键技术的有机"协同".提出一种基于改进迭代快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法的均匀面阵交错稀疏布阵机制.鉴于均匀矩形平面阵列天线激励与方向图存在二维傅里叶变换的关系,该方法通过对均匀面阵方向图采样的频谱能量分析,采用交错选取子阵激励的方法,实现了面阵天线方向图频谱能量的均匀分配,获得了近似相同方向图的交错子阵设计.在此基础上,采用迭代FFT算法对交错子阵激励进行迭代循环,有效降低了交错子阵的峰值旁瓣电平.理论分析与实验仿真证明,相对于基于循环差集和互补差集的稀疏交错优化方法,该算法实现的交错稀疏阵列设计具有方向图近似程度更高,且峰值旁瓣电平更低的优点.

共享孔径交错稀疏阵列天线互耦误差建模与校正

共享孔径交错稀疏阵列天线是实现多功能阵列天线的有效途径。现有的参数化互耦消除方法都是针对均匀阵列天线展开的,其研究的互耦矩阵都是规则的方阵,对共享孔径交错稀疏阵列天线的互耦矩阵模型并不适用。在充分考虑共享孔径交错稀疏阵列天线中子阵内互耦的"稀疏"和"方位依赖"的特殊性后,通过将常规的互耦矩阵扩展表示为"非方"的"增广互耦矩阵"来对交错稀疏阵列天线子阵内和子阵间的耦合效应进行建模,并通过"增广互耦矩阵"的参数化估计最终实现了共享孔径交错稀疏阵列天线互耦误差的建模与校正。仿真结果证实了所提方法的有效性和可行性。

基于改进迭代FFT算法的均匀线阵交错稀疏布阵方法

基于孔径空分复用的共享孔径交错稀疏布阵是实现机载多功能天线的有效途径。该文提出一种基于改进迭代FFT算法的均匀线阵交错稀疏布阵方法。基于均匀线阵天线激励与方向图的傅里叶变换关系,通过对目标方向图采样的频谱分析,采用交叉选取子阵激励的方法对子阵单元进行稀疏优化布阵,实现了子阵频谱能量的均匀分配,确保了交错稀疏子阵方向图的一致性。在此基础上采用迭代FFT算法对稀疏交错子阵进行联合优化。理论分析与仿真实验表明,相对于基于差集及遗传算法的稀疏交错优化方法,该算法通过较少次数的迭代,可以实现等稀疏率和方向图近似一致的交错稀疏布阵,而且可以获得更低的副瓣电平。

共享孔径同心圆阵稀疏交错优化布阵方法

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下,如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率,通过孔径的空分复用,设计出子阵稀疏交错分布的多功能同心圆阵列天线,具有较大的研究价值。利用均匀同心圆阵列天线激励与方向图函数存在二维傅里叶-贝塞尔变换关系,基于二维三次插值和密度加权,提出了一种同心圆阵稀疏交错优化布阵的方法。该方法通过对均匀同心圆阵列天线方向图采样值的频谱能量进行分析,采用三次插值的方法,实现了同心圆天线阵列方向图函数到同心圆阵元激励能量的映射转换;基于密度加权的原理,对排序后归一化阵元激励的奇偶交错选取,使得稀疏交错子阵方向图频谱能量均分匹配,实现了同心圆阵的稀疏交错优化布阵设计。仿真结果表明,该方法得到的交错子阵天线具有峰值旁瓣电平低、主瓣宽度窄且方向图性能近似程度高的优点,有效解决了同心圆阵列天线稀疏交错优化布阵的设计难题,实现了两子阵交错的共享孔径多功能同心圆阵列天线设计。

混合MIMO相控阵雷达的交错稀疏阵列设计

针对常规的发射子阵分割会使混合MIMO相控阵雷达的孔径减小和馈电网络复杂度增加的问题,提出一种交错稀疏的发射子阵分割方法,通过寻求最大输出信干噪比的方式获得最佳的阵列结构.首先构建交错稀疏结构下的混合MIMO相控阵雷达模型,运用序列凸近似方法将非凸的目标函数转化为凸函数;然后通过凸优化分别求解出一维和二维混合MIMO相控阵雷达在阵元数目固定和阵元数目作为变量的情况下的最佳阵列结构;最后,通过仿真表明所提出方法不仅可以获得较大的信干噪比和较低的旁瓣电平值,且较常规的子阵分割方式能获得更高的波达方向估计精度.

共享孔径多功能宽带阵列天线研究

提出了一种基于子阵天线方向图频谱能量匹配的多子阵交错共享孔径宽带阵列天线设计方法.利用直线阵列天线单元激励与方向图之间存在傅里叶变换的关系,推导出子阵天线工作频率与单元激励之间的解析关系,在匹配各子阵天线激励值的基础上,采用密度加权阵的原理确定子阵天线单元的位置,实现不同工作频率下的子阵天线稀疏交错优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能够有效地抑制不同工作频率下子阵天线方向图的旁瓣峰值,使工作在不同频率下稀疏交错布阵的子阵天线方向图旁瓣峰值近似一致,抑制了栅瓣的产生,有效地拓宽了阵列天线的工作频带,实现了宽带阵列天线优化设计.