一种改进的迭代傅里叶变换法在阵列低副瓣综合中的应用

文中提出了一种改进的迭代傅里叶变换法,应用于阵列低副瓣综合。在算法迭代过程中,发现修改阵因子和激励时仅需保留相位信息,幅度修改无需采用投影算子,从而得到更加灵活的修改方向图的步骤,可满足更广泛的方向图要求。除了通用、灵活的特点外,迭代傅里叶算法的最大优点是容易施加对激励的限制条件,文中详细论述了一种新的激励条件——幅度单调性条件的应用,通过对比,显示改进算法得到的分布具有更高的增益和更小的幅度动态,因而具有更好的工程可实现性。

基于改进的迭代FFT的平面稀疏阵列综合方法

针对在原有迭代FFT稀疏阵列综合方法中,其迭代过程容易陷于死循环而必须通过多次重新随机初始化的问题,提出一种改进的迭代FFT稀疏阵列综合方法。该方法具有两层循环迭代,即在原有的迭代FFT方法基础上,增加了内层循环迭代,使得阵因子在满足副瓣约束之后再进行激励大小排序并进行阵列稀疏处理,避免了原有迭代FFT方法容易陷于局部死循环的问题。仿真结果表明,改进的方法比原有的迭代FFT方法可以获得具有更低副瓣电平的平面稀疏薄阵综合结果。

基于子阵激励能量匹配的多子阵交错阵列设计

多子阵稀疏交错共享孔径阵列天线是实现多功能阵列天线设计的有效途径。提出了一种基于子阵激励能量匹配的多子阵稀疏交错优化方法。根据均匀线阵激励与其方向图之间存在的傅里叶变换关系,该方法首先通过快速傅里叶变换(FFT)获得特定方向图的激励频谱能量分布,然后分析均匀线阵目标方向图频谱能量的分布特征,采用交叉选取子阵激励的方法,确定各子阵单元位置,使得阵列天线单元激励能量均匀分配,从而确保各子阵方向图近似一致。在此基础上通过迭代FFT的方法降低各子阵天线方向图旁瓣峰值(PSL),实现低旁瓣,同性能的多子阵交错共享孔径阵列天线设计。仿真研究与实验表明,通过本文提出多子阵交错方法设计的共享孔径多稀疏交错子阵具有运算量小、孔径利用率高、各子阵峰值旁瓣电平低且拥有相似方向图的优点。利用子阵交错的方法,通过控制各子阵主波瓣指向,能轻松实现多波束指向的多功能阵列天线设计。

一款具有稳定扫描波束分辨率的宽视角相控阵天线

基于自适应稀疏阵的结构,提出了一种具有宽视角与稳定扫描波束分辨率性能的相控阵天线。阵列单元是可以在相同谐振频率下实现TM;和TM;两种模式共同工作的单激励圆环贴片天线,其具有140°的半功率波束宽度,这种宽波束辐射效果能够较好地拓展相控阵天线的扫描范围。基于此单元构建了一个35元线阵,对其波束扫描分析发现在限定增益波动小于2 dB的条件下阵列扫描范围可以达到-70°~+70°,但主瓣波束宽度随着扫描角度的增加而增大。为解决这个问题,引入了自适应稀疏阵的概念,并采用基于互耦补偿矩阵的迭代快速傅里叶变换(Iterative Fast Fourier Transform,IFFT)技术进行自适应稀疏阵的优化设计。结果表明,所提出的基于自适应稀疏阵结构的35单元相控阵天线在-60°~+60°扫描范围内增益波动始终小于1.5 dB,波束宽度波动小于1°,且峰值旁瓣电平基本保持在-20 dB以下。相较于均匀周期阵列,所提出的自适应稀疏相控阵天线能够在实现低旁瓣宽视角扫描的同时,有效提高天线在宽角度范围内扫描波束分辨率的稳定性。