阵列部分单元相位加权波瓣综合

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阵列天线宽波束综合

分类号:TN811单位代码：10452毕业论文（设计）阵列天线宽波束综合姓名孙冠峰学号200507230205年级 2005专业电子信息工程系（院）物理系指导教师韩荣苍2009年05月15日摘要天线阵列设计，其任务集中在考虑前述众多影响因素下，优化阵列口径激励，使其满足工程给定的副瓣要求及其他要求，也就是常说的方向图综合问题。

阵列天线综合是指按规定的方向图要求，用一种或多种方法来进行天线系统的设计，使该系统产生的方向图与所要求的方向图良好逼近。

它实际上是天线分析的反设计，即在给定方向图要求的条件下设计辐射源分布，要求的方向图随应用的不同而多种变化。

本文从傅立叶变换法、泰勒综合法、伍德沃德（Woodward）法三个方面对方向图设计进行了研究。

以均匀线阵为主要研究对象，在理想的条件下，分别对傅立叶变换法、泰勒综合法、伍德沃德（Woodward）综合法三类算法进行了研究。

关键词：阵列天线; 天线综合; 波束赋形AbstractIn array design phase, with them and mandate focus on the many factors to consider foregoing, the array calibre incentive to meet project to be sidelobes requirements and other requirements, that is often said in the synthesis of pattern. The synthesis of array pattern is by using one or more methods for antenna system design, enabling the system top produce the re-quired pattern, the direction of good and just. It is the analysis of the anti-antenna design that, in a given pattern of array, the conditions for the design of radiations sources distribution for the pattern of the different applications and multiple changes.From this important purpose Fourier transform、Talor synthesis、Woodward synthesis for the four areas, areas, the synthesis of array pattern is researched here. Front-line line array for the main study, in ideal conditions, respectively, conducted a study of four algorithms.Keyword: Array antenna; The analysis of the antenna; Beamforming2目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (2)1 引言...........................................................1.1 选题背景.....................................................1.2 内容安排.....................................................2 阵列天线的基本辐射特性.........................................2.1 阵列天线的辐射特性和基本参数.................................2.1.1 方向图.....................................................2.1.2 方向系数...................................................2.2 均匀线阵.....................................................2.2.1 主波瓣.....................................................2.2.2 零点位置...................................................2.2.3 波瓣宽度...................................................2.2.4 副瓣位置和电平.............................................3 常用的天线综合法...............................................3.1 傅里叶变换法.................................................3.1.1 傅里叶变换法的原理.........................................3.1.2 傅里叶变换法用于波束赋形...................................3.2 伍德沃德（Woodward）综合法...................................3.2.1 离散伍德沃德法的原理.......................................3.2.2 离散线阵沃德沃德综合法用于波束赋形.........................4 泰勒（Talor）综合法............................................4.1 线源的等副瓣理想空间因子.....................................4.2 泰勒方向图................................................... 参考文献......................................................... 谢辞.............................................................31 引言1.1 选题背景天线方向图综合问题就是确定天线的一些参数,使天线的某些辐射特性满足给定的要求,或者使阵列的辐射方向图尽可能地接近期望的方向图。

(完整版)阵列信号处理中DOA算法分类总结(大全),推荐文档

是 CBF 法的最优权向量是归一化了的。
1、传统法
无法超过瑞
常规波束形成 CBF / Bartlett 波束形成器
常规波束形成（CBF：Conventional Beam Former）
利限的制约，
分辨率上有
波
本质的局限
达
性。
方
向
最小方差无畸变响应（MVDR：minimum variance distortionless response）
k 时刻，令 x(t)=u(k)，s(t)=s(k),n(t)=n(k),上面公式中：() = ()，() = (),
令 u(k)=a(θ)s(k)+n(k)，波束形成器输出信号 y(k)是传感器阵元输出的线性加权之和,即
y(k)=wHu(k)
(2-1)
传统的波束形成器总的输出功率可以表示为：
Pcbf =E[|y(k)|2]=E[|wHu(k)|2]=wHE[u(k)uH(k)]w=wHRuuw
(2-2)
式中,Ruu 定义为阵列输入数据的自相关矩阵。式(2-2)在传统 DOA 估计算法中的地位举足轻重。
自相关矩阵 Ruu 包含了阵列响应向量和信号自身的有用信息,仔细分析 Ruu ，可以估计出信号的参数。
考察一个以角度 θ 入射到阵列上的信号 s(k)，则有 u(k)=a(θ)s(k)+n(k)。根据窄带输入数据模型,
波束形成器的输出功率可以表示成:
Pcbf (θ )=E[|wHu(k)|2]=E[|wH(a(θ)s(k)+n(k))|2]
2
2
=|wHa(θ)|2σ +|wH|2σ
2
式中，σ =
阵列流型。
波束形成技术的基本思想：通过将各阵元输出进行加权求和,在一时间内将阵列波束“导向”

天线工程设计基础课件：阵列天线

性，根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、
相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起，并通过适
当的激励达到预定的辐射特性，这种多个辐射源的结构称为
阵列天线。根据天线阵列单元的排列形式，阵列天线可以分
为直线阵列、平面阵列和共形阵列等。
阵列天线
直线阵列和平面阵列形式的天线常作为扫描阵列，使其主波
波束最大值方向，则
阵列天线
6. 2. 2 天线阵的分析
1. 均匀线阵的分析
相邻辐射元之间距离相等，所有辐射元的激励幅度相同，
相邻辐射元的激励相位恒定的线阵就是均匀线阵，如图 6.2所示。列天线图 6.2 均匀线阵
阵列天线
1 )均匀线阵方向图
若 n 个辐射元均匀分布在 z 轴上，这时单元的位置坐标
向图函数。当阵列单元相同时， f n (θ ， ϕ ) = f ( θ ， ϕ )，
对于均匀直线阵有 I n = I 0 ，上式可化为
阵列天线
其中
阵列天线
式(6－62 )为方向图乘积原理，即阵列天线的方向图函
数等于阵列单元方向图函数与阵列因子的乘积。 S (θ ， ϕ )
称为阵列因子方向图函数，它和单元数目、间距、激励幅度
单元共轴排列所组成的直线阵，阵列中相邻单元的间距均为
d ，设第 n 个单元的激励电流为 I n ej β n ，通过将每个阵列
单元与一个移相器相连接，使电流相位依次滞后 α ，
阵列天线
将单元 0 的相位作为参考相位，则 βn =nα 。由几何关系可
知，当波束扫描角为 θ 时，各相邻单元因空间波程差所引起
瓣指向空间的任一方向。当考虑到空气动力学以及减小阵列
天线的雷达散射截面等方面的要求时，需要阵列天线与某些

相位加权阵列天线的互耦分析及补偿

【ｂｔ￣】ＴｉｐｐｒｓｔｂｅｔｎｓｅｕｃｏａｒｉｍｔｄｏａｕｔｔｐｄｎｅａｘｆｅｒｙｎＡｓａｒｈｓａｅｕｅｈｓｓｉｎｆｔｎｌｋｅｏｌｌｅｈｉｅａｃｔｒ－ｅｕｃｏｉｎｉＧｅｎｈｔｃｃａｅｍｍｒｏｔａａａｉｈ
ａｏｐｉｇｃｍｐｎａｉｎｍｅｈｄｉｐｅｅｔｄＩｉｎｔｏｋａａｙｉａｔｏ．ｈｉｌａｉｎｒｓｌｓｏｓｔｅｃｒｃｎｓｎａｌｃｕｌｏｅｓｔｔｏｓｒｓｎｅ．ｔｓｅｗｒｎｔｌｍｅｈｄＴｅｓｍｕｔｅｕｔｈｗｈｏｒｔｅｓａｄｖｎｏｌｃｏｅ
李炜，铁，高李建新
（南京电子技术研究所，南京２０１）１０３
【摘要】采用分段正弦基函数Ｇｅｉ法计算了阵列天线的阻抗矩阵，ｌｋａｒｎ利用互耦阻抗方程分析了相位加权阵列的幅
相恶化程度，且用矩量法分析了互耦对两种相对加权阵列天线性能的影响。提出了一种互耦补偿的方法即网络分析法，
流分布不同的互阻抗计算公式，从而计算出阵列阻抗
矩阵。
常常呈现出一定的幅相误差，从而引起天线增益下降
和副瓣电平升高。因此需要知道天线各通道的幅度和相位值，以便对通道幅相误差进行补偿，来获得较佳的
响，利用互耦阻抗方程对理想幅相分布进行修正，在实际应用中用修正的幅相分布进行加权，从而实现对互
耦引起的通道幅相误差进行补偿。
１理论分析计算
利用互耦阻抗方程对理想幅相分布进行修正，得到实际的幅相加权值，这里关键的是计算互阻抗。通

阵列天线相位中心的计算与分析

阵列天线相位中心的计算与分析陈曦;傅光;龚书喜;阎亚丽;栗曦【摘要】为了得到阵列天线的相位中心,本文从阵列天线的场表达式推导出阵列天线远场区的相位方向图与选取的参考点之间的关系式.并根据该关系式,应用最小二乘法得出了求解阵列天线的视在相心的方法.结合得出的结论,对一个矩形平面阵进行了仿真实验,实验证实了本方法的有效性.同时发现,阵列单元在不同角域内对应的视在相心不同,并且阵列天线的视在相心主要取决于阵列单元在相应角域内的视在相心.【期刊名称】《电波科学学报》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】6页(P330-335)【关键词】阵列天线;相位中心;视在相心;主瓣宽度【作者】陈曦;傅光;龚书喜;阎亚丽;栗曦【作者单位】西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安,710071;西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室,陕西西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN8211.引言目前,相控阵天线已经被广泛的应用于各种雷达系统,并且随着对雷达系统的跟踪、定位精度的要求越来越高,在VHF及以下频段,单靠波束幅度特性进行搜索定位已不能满足要求,必须以天线阵的相位中心为基准进行精确定位和测量[1]。

对于寻找天线相位中心的研究,前人得到了一些有效的方法,但大多数都是针对单天线的研究[2-5],像文献[5]中的研究,作者通过多次尝试,反复测量,最终找到相位中心,这对于小体积天线是可行的,但对于数个波长尺寸的阵列天线,则希望减少调整的次数。

目前,国内关于阵列天线相位中心的研究甚少,文献[6]中曾有提及,作者在研究对数周期天线的相位中心时,对直线阵的相位中心存在的条件进行了研究,得到一些有意义的结论。

赋形波束天线设计讲稿

3.4 等距阵仅相位加权波束赋形 a) Stationary phase
Reference: 1) Chakraborty A, et al. Determination of phase functions for a desired one-dimensional pattern[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1981, 29(3): 502-506. 2) Chakraborty A, et al. Beam shaping using nonlinear phase distribution in a uniformly spaced array[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1982, 30(5): 1031-1034.
Reference: 1) Marcano D, Duran F. Synthesis of antenna arrays using genetic algorithms[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2000, 42(3): 12-20. (复加权) 2) Boeringer D W, Werner D H. Adaptive mutation parameter toggling genetic algorithm for phase-only array synthesis[J]. Electronics Letters, 2002, 38(25): 1618-1619. 3) 徐慧, 李建新, 胡明春. 星载SAR波束展宽研究[A]. 2005年中国合成孔径雷达会议论文集[C]. 南京: 中国电子学会无线电定位技术分会, 2005. 27-31.

阵列天线分析于综合试题库完整

阵列天线分析与综合题一、填空题(1分/每空)1. 阵列天线的分析是指在已知阵列的四个参数—单元数_、_单元的空间分布、_激励幅度分布和激励相位分布的情况下，确定阵列天线辐射特性。

阵列天线的综合则是指在已知阵列辐射特性如方向图_、—半功率波瓣宽度_和_副瓣电平_等的情况下确定阵列的如上四个参数。

2. 单元数为N，间距为d的均匀直线阵的归一化阵因子为S(u)= _____________其中u =kd cosP中。

，k= _______ ，口表示__________________ 最大指向为____________________ 阵列沿x方向排列则cosP x= _________ 若阵列沿y方向排列则cos札= _____________ 若阵列沿z方向排列则cosB z= _______ 当N很大时，侧射阵的方向性系数为D= ___________________ ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 51上(°)，副瓣电平为SLL= -13.5 dB，波束扫描时主瓣将(13) 变~ Nd ~ - —宽___，设其最大指向十为阵轴与射线之间的夹角，扫描时的半功率波瓣宽度为(14)_51—_(°)，抑制栅瓣的条件为(14)__d£——_；端射阵的Nd sin P m 1 +1 cosP m |方向性系数为D= ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 108』-*(o)。

Nd3. 一个单元数为N，间距为d的均匀直线阵，其归一化阵因子的最大值为_____ 其副瓣电平约为__________ dB设其最大指向日m为阵轴与射线之间的夹角，则抑制栅瓣的条件为_____________ 大指向对应的均匀递变相位:-max二。

4. 根据波束指向，均匀直线阵可分为三类，即(1)侧射阵_:⑵ 端射阵和—扫描阵__它们满足的关系分别是。

=（3）_0 _______ 、G =⑷__—kd_ 和—__ = -kd COS P m__。

阵列天线分析与综合_2

∑ S1(u)
=
N −1
e jnu
n=0
=
e j( N −1)u / 2
sin(Nu / 2) sin(u / 2)
(1.131a)
∑ S2
(u)
=
N −1
sin(
n=0
nπ N−
)e 1
jnu
∑ ∑ N −1−1 2
= sin(
nπ
)e
jnu
+
e
j N −1u 2
+
N −1 sin( nπ )e jnu
−
z −( N −1) / 2 (z1/ 2
+ (N − 1)(z−1/ 2 − z−1/ 2 )2
−
z1/ 2 )
=
de
j N −1u 2
−
e
j N −1u 2
−
z
j N −1u
2 + (N − 1)(e (e− ju / 2 − z ) ju / 2 2
ju / 2
−
e−
) ju / 2
=
d
e
j
35
阵列天线分析与综合讲义
王建
式中， Smax
=
N(N − 4
2)
d
为同相激励的偶数单元三角形分布阵列最大值。结果如
图 1-19 所示。这种反相激励阵列形成的方向图称为差方向图。
(a) 直角坐标方向图
(b) 极坐标方向图
图 1-19 N＝10，d=λ/2 时的反相激励三角形分布阵列方向图
四、正弦幅度分布的直线阵列
个零点，此零点就是 N 元阵的零点； (2) N 单元阵列因子是一个 N-1 次幂多项式，幂次比单元数少 1； (3) N 单元阵列的 N-1 个根与阵列单元激励分布有关。

DBF技术在扩大米波雷达测高范围中的应用

技术在扩大米波雷达测高范围中的应用李文锋!陈伯孝西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室陕西西安摘要针对基于波瓣分裂的米波雷达测高方法只能在低仰角范围内～测高的问题提出一种将数字波束形成技术与波瓣分裂相结合的米波雷达测高方法以扩大仰角测量范围～该方法采用个不同高度的天线接收回波信号利用技术判断出目标的仰角范围再利用比幅比相的方法进行测高计算机仿真结果表明该方法对仰角在以下的目标能有效地测量高度关键词米波雷达测高波瓣分裂数字波束形成中图分类号文献标识码文章编号～引言米波雷达由于其波长较长在反隐身抗反辐射导弹等方面有其独特的优势近些年来受到世界各国的普遍重视发展米波雷达又被放到雷达探测系统的重要位置但是米波雷达的波束较宽地面反射又引起波瓣分裂通常只能用来估高而不能测高因此两坐标雷达难以满足现代战争的需要现代战争要求雷达具有三坐标功能故如何增加米波雷达的测高功能是雷达界要解决的难题之一数字波束形成技术充分利用了阵列天线所检测到的空间信息可以方便地获得超分辨和低副瓣性能实现波束扫描自校准和自适应波束形成等由于在高仰角存在分区模糊问题文献提出的基于波瓣分裂的米波雷达测高方法只能在低仰角范围内使用为了使这种测高方法具有更大的实用价值需增大其测高范围本文提出一种利用数字波束形成技术来扩大仰角测量范围的方法为便于介绍首先简单介绍基于波瓣分裂的米波雷达测高方法的原理然后重点介绍与波瓣分裂相结合的测高方法最后给出计算机仿真结果基于波瓣分裂的测高方法用波瓣进行测高波瓣必须对仰角敏感波瓣分裂使得每一个波瓣的宽度变窄这为米波雷达测高带来可能当然如果只采用一副接收天线还是无法判断回波是在哪一个波瓣上因此需第期年月雷达科学与技术收稿日期修回日期采用多个天线这里假设采用个接收天线进行测高如图所示和分别为个接收天线其高度分别为和假设目标高度为仰角为目标与天线间的水平距离为则有设目标与接收天线间直达波的距离和地面反射波的波程分别为和根据几何关系有这样由目标二次辐射的直达波和反射波的合成基带信号为。

天线阵综合中远区旁瓣的一种控制方法

天线阵综合中远区旁瓣的一种控制方法在天线阵综合中，旁瓣是控制的关键部分。

当综合天线的方位不当时，旁瓣控制是产生可控增益的唯一方式。

旁瓣控制一般采用电路调整技术，它通过增益衰减、向量加法及延迟技术等方式来改变天线阵列的输出增益，实现水平和垂直方向上需要的增益分布。

一种有效的旁瓣控制方法是最省旁瓣控制法，它的优点是可以将综合天线的阵列源头旁瓣（能量聚焦）减小到可接受的范围内，进而提高综合天线的阵列增益。

最省电路控制方法的关键在于将每个发射子阵列元件调整到需要的参数指标状态，而控制量也大致等于每个调整子阵列所承受比例增益，可以达到近似结果。

最省旁瓣控制法通常采用集成化极限状态寻优法，这是一种结合小最优化技术和搜索技术的一种控制方法。

它是一种精确定位的方法，可以极大的降低旁瓣，确保综合天线阵中的每一个单元的失配情况都是接近最优的，以达到尽可能小的旁瓣和最大的增益分布。

最省旁瓣控制法的主要特点是简单、高效，它应用于指定波仰角的阵列，可以获得性能良好的结果。

与最省旁瓣控制法相比，端口调整控制法有一定的优点，它不仅可以控制综合天线阵列中每个子阵列的旁瓣，而且也可以控制整个综合阵列的总体旁瓣，以达到有效优化的效果。

端口调整技术不能改变增益，但是可以调节旁瓣，以及某种特殊情况下旁瓣的增加。

除此之外，它还可以控制阵列中每个子阵列的相位分布，使其有良好的偏向特性和带折返的波形分布，从而达到需要的方向瓣控制效果。

总之，旁瓣控制是综合天线的关键技术，可以有效改善阵列性能，提高天线阵列的增益和方向瓣控制能力，从而更好的满足应用要求。

本文介绍了旁瓣控制中常用的最省控制法和端口调整控制法的基本原理，以及各自的优缺点，旨在让读者能够更全面的了解旁瓣控制的方法和作用，以便根据不同的应用场景采用合适的控制方法。

阵列部分单元相位加权波瓣综合

( 13C)
AIn( k) = Im
I( k) n
/Re
I( k) n
nE A
( 13d)
I( k+ 1) n
=
I( k) n
+
AIn( k)
nE
A
( 13e)
在上面的迭代过程中 (k) 表示第 k 步迭代(k
= 0 1 2 ~ )G 适当选取相位初始值并采用下列收
敛准则( 14) 即可取得令人满意的赋形相位值G
my n
R
( 11a)
f ( n, m, S, 1)
=
(
HS n-
m
- SNR
H1 n-
m
)
于是 SNR 获得极值的充分必要条件为
( 11b)
Im[ n
mf ( n, m, S, 1) ] = O, n A ( 12)
my n
这是一非线性方程组, 直接求解不可能, 但可以使用
第4期
李建新; 阵列部分单元相位加权波瓣综合
关键词阵列部分相位加权波瓣综合
中图分类号
821. 8
文献标识码 A
Array part phase-only weighting method f or pattern synthesis
LI Jian-xin
( Nanjing ReseaTch lnstitute of ElectTonics Technology Nanjing iangsu 210013 China)
复权系数,为了实现特定形状的阵列波瓣, 仅采用相
位加权方法, 其波瓣可以表示为
N
ES( u) =
cnej en jnu
( 2)

相控阵相位加权

相控阵相位加权
相控阵（Phased Array）是一种通过控制多个天线元素的发射或接收相位来实现波束形成和波束指向控制的技术。

在相控阵系统中，相位加权（Phase Weighting）是指根据所需的波束方向和形状，为每个天线元素设置合适的相位值，以实现期望的波束形成效果。

相位加权的目的是通过调整每个天线元素的相位关系，使它们的合成电场在特定方向上相干叠加，形成一个定向的波束。

通过相位加权，可以控制波束的主瓣方向、宽度和峰值增益等特性。

具体的相位加权方法根据具体的相控阵系统和应用而有所不同。

常见的相位加权算法包括：
1.线性加权（Linear Weighting）：对每个天线元素施加相同
的相位差，可以实现定向波束的形成和指向控制。

2.经向加权（Elevation Weighting）：根据所需的波束垂直方
向特性，为每个天线元素设置不同的相位差，以实现波束
在垂直方向上的形成和指向控制。

3.方位加权（Azimuth Weighting）：根据所需的波束水平方向
特性，为每个天线元素设置不同的相位差，以实现波束在
水平方向上的形成和指向控制。

4.非均匀相位加权（Non-uniform Phase Weighting）：根据所
需的波束形状和边瓣抑制要求，在不同的天线元素之间设
置不同的相位差，以实现定制的波束形成效果。

在实际应用中，选择合适的相位加权方法需要考虑波束形状、辐射频率、天线排列结构和应用场景等因素。

通过适当调整每个天线元素的相位关系，可以实现相控阵系统的定向信号传输和接收，从而满足不同应用的需求。

阵列天线分析与综合-1

阵列天线分析与综合前言任何无线电设备都需要用到天线。

天线的基本功能是能量转换和电磁波的定向辐射或接收。

天线的性能直接影响到无线电设备的使用。

现代无线电设备，不管是通讯、雷达、导航、微波着陆、干扰和抗干扰等系统的应用中，越来越多地采用阵列天线。

阵列天线是根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起组成的。

如果按直线排列，就构成直线阵；如果排列在一个平面内，就为平面阵。

平面阵又分矩形平面阵、圆形平面阵等；还可以排列在飞行体表面以形成共形阵。

在无线电系统中为了提高工作性能，如提高增益，增强方向性，往往需要天线将能量集中于一个非常狭窄的空间辐射出去。

例如精密跟踪雷达天线，要求其主瓣宽度只有1/3度；接收天体辐射的射电天文望远镜的天线，其主瓣宽度只有1/30度。

天线辐射能量的集中程度如此之高，采用单个的振子天线、喇叭天线等，甚至反射面天线或卡塞格伦天线是不能胜任的，必须采用阵列天线。

对一些雷达设备、飞机着陆系统等，其天线要求辐射能量集中程度不是很高，其主瓣宽度也只有几度，虽然采用一副天线就能完成任务，但是为了提高天线增益和辐射效率，降低副瓣电平，形成赋形波束和多波束等，往往也需要采用阵列天线。

在雷达应用中，其天线即需要有尖锐的辐射波束又希望有较宽的覆盖范围，则需要波束扫描，若采用机械扫描则反应时间较慢，必须采用电扫描，如相控扫描，因此就需要采用相控阵天线。

在多功能雷达系统中，既需要在俯仰面进行波束扫描，又需要改变相位展宽波束，还需要仅改变相位进行波束赋形，实现这些功能的天线系统只有相控阵天线才能完成。

随着各项技术的发展，天线馈电网络与单元天线进行一体化设计成为可能，高集成度的T/R组件的成本越来越低，使得在阵列天线中的越来越广泛的采用，阵列天线实现低副瓣和极低副瓣越来越容易，功能越来越强。

等等。

综上所述，采用阵列天线的原因大致有如下几点：■容易实现极窄波束，以提高天线的方向性和增益；■易于实现赋形波束和多波束；■易于实现波束的相控扫描；■易于实现低副瓣电平的方向图。

相控阵相位加权

相控阵相位加权相控阵相位加权是一种重要的无线通信技术，可用于增加通信系统的容量和覆盖范围。

相控阵是一种由多个天线组成的阵列，通过调整每个天线的相位来实现波束的形成和调控。

相位加权则是指在波束形成过程中，对每个天线的相位进行调节，以达到理想的波束特性。

在相控阵中，每个天线的相位加权是关键的一步。

通过调整每个天线的相位，可以使波束的主瓣朝向目标方向，同时减小波束的副瓣和旁瓣。

相位加权的目标是尽可能地提高信号的接收质量和抑制干扰。

相控阵相位加权的过程可以分为两个步骤：波束形成和波束赋形。

波束形成是指通过调整每个天线的相位，使得波束的主瓣朝向目标方向。

波束赋形则是在波束形成的基础上，进一步调整每个天线的相位，以实现对波束形状的控制。

在相位加权的过程中，需要考虑到波束的主瓣宽度、副瓣水平和旁瓣抑制等指标。

主瓣宽度越窄，波束的方向性越强，抗干扰能力越强；副瓣水平越低，波束的抗干扰能力越强；旁瓣抑制越高，波束的抗干扰能力越强。

因此，在相位加权的过程中，需要综合考虑这些指标，调整每个天线的相位，以达到最佳的波束特性。

相控阵相位加权在无线通信领域有着广泛的应用。

它可以提高通信系统的容量和覆盖范围，减小信号的衰减和干扰，提高通信质量和可靠性。

同时，相控阵相位加权还可以应用于雷达系统、声纳系统等其他领域，以实现目标探测、跟踪和定位等功能。

在日常生活中，我们可以看到相控阵相位加权的应用。

例如，在无线通信基站中，通过使用相控阵天线，可以实现对用户信号的定向传输，提高信号的传输速率和质量；在车载雷达系统中，通过相控阵相位加权，可以实现对前方目标的精确探测和跟踪，提高驾驶安全性。

相控阵相位加权是一种重要的无线通信技术，通过调整每个天线的相位，可以实现波束的形成和调控。

它在提高通信系统容量和覆盖范围、减小信号衰减和干扰等方面具有重要的应用价值。

相控阵相位加权的研究和应用将进一步推动无线通信技术的发展，为人们的生活带来更多的便利和舒适。

X波段缝隙波导天线阵列综合设计

X波段缝隙波导天线阵列综合设计发布时间：2022-05-13T08:53:10.651Z 来源：《科技新时代》2022年3期作者：宋军林琦[导读] 实现了低幅瓣电平、40°余割平方宽波束维相位加权的缝隙波导阵列天线设计，为其他缝隙波导天线阵列综合设计提供参考。

贵州航天南海科技有限责任公司贵州省遵义市563000摘要：本论文立足于某雷达研制的应用背景，该雷达发射采用方位机扫+俯仰相扫体制，方位上通过泰勒加权优化缝隙波导，实现低幅瓣电平，俯仰上通过基于遗传算法优化加权，形成赋形波束（0～40°），接收采用BDF多波束形成。

本论文结合任务指标需求，采用AnsoftHFSS、CST、Matlab天线仿真软件，验证了波导建模和天线阵列赋形仿真，实现了低幅瓣电平、40°余割平方宽波束维相位加权的缝隙波导阵列天线设计，为其他缝隙波导天线阵列综合设计提供参考。

关键词：波导缝隙天线泰勒加权遗传算法波束赋形1 引言波导缝隙天线是从上世纪四十年代开始出现和发展起来的，现在已被广泛地应用于微波通信和雷达系统中。

它的优点在于阵列馈电系统与辐射系统合一，天线整体厚度很小。

而且波导缝隙可以用数控机床精密加工，波导本身就是低损耗馈电系统，所以可以精确的控制口面幅度和相位分布，容易构成高增益、低副瓣的天线。

在许多应用中需要阵列天线方向图形成指定波束以达到所需的要求，越来越多的人开始重视它的综合和设计的研究。

天线波束赋形有多种不同的方法，但对于相控阵天线来说，采用只改变馈电相位分布的仅相位加权方法可使其不改变原有功率分配馈电网络和不增加新设备的情况下，利用计算机控制移相器值的改变实现波束赋形，是非常经济的可行方法。

2 缝隙波导天线设计2.1 理论设计天线形式为裂缝波导阵列，波导为BJ100标准铝波导，波导窄边并联缝隙，行距，每行波导缝隙间距按照经验公式且上下边频对应的波导波长均满足该公式，取dx=18.5mm，采用泰勒分布。

任意阵列的低副瓣宽凹口仅振幅加权口面综合的实数算法

任意阵列的低副瓣宽凹口仅振幅加权口面综合的实数算法高铁
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】1994(009)003
【摘要】本文给出了一种仅振幅加权的宽凹口低副瓣的口面综合的实数算法，它基于“单元零点向量法”和Ｇｒａｍ—Ｓｃｈｍｉｄｔ正交化方法，此算法能够适用于任意复杂口径天线阵列（包括一维、二维和三维情况）。

作为举例，本文给出了此算法对线阵、圆周阵和椭圆周阵的模拟计算结果，结果证明了本算法是行之有效的。

【总页数】6页(P55-60)
【作者】高铁
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN820.15
【相关文献】
1.相位加权低副瓣阵列天线综合技术研究 [J], 张友益;徐朝阳
2.一种低副瓣阵列天线指数幅度加权算法及仿真 [J], 赵麟;高申玮;蔚保国;申建华
3.基于仅相位加权的宽零陷低副瓣波束赋形方法 [J], 周强锋
4.共形阵自适应数字波束形成的振幅加权实数算法 [J], 高铁;郭燕昌
5.基于协方差矩阵加权的任意阵列宽带恒定束宽波束形成方法 [J], 张大海;杨坤德
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阵列天线分析于综合试题库完整

阵列天线分析于综合试题库完整阵列天线分析与综合题⼀、填空题(1分/每空)1. 阵列天线的分析是指在已知阵列的四个参数—单元数_、_单元的空间分布、_激励幅度分布和激励相位分布的情况下，确定阵列天线辐射特性。

阵列天线的综合则是指在已知阵列辐射特性如⽅向图_、—半功率波瓣宽度_和_副瓣电平_等的情况下确定阵列的如上四个参数。

2. 单元数为N，间距为d的均匀直线阵的归⼀化阵因⼦为S(u)= _____________其中u =kd cosP中。

，k= _______ ，⼝表⽰__________________ 最⼤指向为____________________ 阵列沿x⽅向排列则cosP x= _________ 若阵列沿y⽅向排列则cos札= _____________ 若阵列沿z⽅向排列则cosB z= _______ 当N很⼤时，侧射阵的⽅向性系数为D= ___________________ ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 51上(°)，副瓣电平为SLL= -13.5 dB，波束扫描时主瓣将(13) 变~ Nd ~ - —宽___，设其最⼤指向⼗为阵轴与射线之间的夹⾓，扫描时的半功率波瓣宽度为(14)_51—_(°)，抑制栅瓣的条件为(14)__d￡——_；端射阵的Nd sin P m 1 +1 cosP m |⽅向性系数为D= ，半功率波瓣宽带为(BW)h= 108』-*(o)。

Nd3. ⼀个单元数为N，间距为d的均匀直线阵，其归⼀化阵因⼦的最⼤值为_____ 其副瓣电平约为__________ dB设其最⼤指向⽇m为阵轴与射线之间的夹⾓，则抑制栅瓣的条件为_____________ ⼤指向对应的均匀递变相位:-max⼆。

4. 根据波束指向，均匀直线阵可分为三类，即(1)侧射阵_:⑵端射阵和—扫描阵__它们满⾜的关系分别是。

=（3）_0 _______ 、G =⑷__—kd_ 和—__ = -kd COS P m__。

相控天线2

波束特定形状和指向的获得是相控阵天线通过波控机和馈电网络使阵元的激励复电流受控的结果。
相控阵阵元可以用不等功率激励，以降低旁瓣或满足旁瓣赋形要求，旁瓣降低同时也展宽了主瓣，波瓣赋形也会使孔径效率下降
阵元间距过大，阵列天线扫描时的辐射场，除主瓣以外在其他方向产生同相叠加形成的辐射瓣称为栅瓣。相控阵天线工作时，孔径上阵元的移相器只设置中心频率的相移指令码
移相器提供的移相值原则上不随频率而变。，其中为相对带宽只半，，信号频率发生相对变化时，会引起天线波束指向的偏移，这个现象称为相控阵天线的“孔径效应”
相控天线通过程控移相器，改变阵元或子阵的馈电电流相位，使阵列孔径形成新的等相面，改变波束指向，而天线本身不作机械运动
相位量化误差决定于数字移相器位数。若数字移相器位数的位数为m，最小移相值为，对于所需的任意移相值，移相器能调整到所需的任意移相值，能调整到希望数值的剩余误差
方向性D是天线最重要的性能指标之一，是天线在给定方向辐射强度与全空域平均辐射强度之比
天线孔径有均匀照射或激励时，孔径法向方向性为
第二章
方向图是表征天线产生电磁场及其能量空间分布的一个性能参量，天线方向图通常在直角坐标系或极坐标系上以归一化的形式用对数绘制
当附近有金属和介质体时，天线上的电流会受到临近阵元的影响会与该阵元孤立存在于自由空间时大不一样，这就是阵元的互偶效应。
低旁瓣天线可以定义为最高旁瓣电平低于主瓣30dB的天线，为了减小雷达和通信的虚警概率，抑制雷达的杂波和干扰，希望天线做到低旁瓣。
天线阵波瓣赋形的方法：1阵元激励振幅和相位同时调整即复数加权，得到不对称的波瓣图
2阵元激励幅度改变，仅振幅加权，得到对称的波瓣图3阵元激励相位改变得到不对称的波瓣图
第四章