赋形波束天线设计讲稿资料
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
赋形波束天线设计
李建新Байду номын сангаас
目 录
一、引 言 二、主要内容 三、阵列天线赋形波束设计理论 四、波导裂缝天线赋形波束设计与试验 五、双弯曲反射面天线赋形波束设计
一、引 言
赋形波束天线设计
在雷达、通讯等众多领域中，往往需要特殊形状的天线波束(如 余割平方波束、宽波束等)，即赋形波束。
可应用于三坐标雷达、目标指示雷达、二次航管雷达、星载和 机载SAR、询问机天线等领域。 赋形波束主要可通过二大类天线加以实现： 阵列天线(波导裂缝天线) 反射面天线
3.2 重点 等距阵复数加权波束赋形 等距阵仅相位加权波束赋形 不等距阵赋形波束设计
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 a) Woodward-Lawson
Reference: 1) 吕善伟. 天线阵综合[M]. 北京：北京航空学院出版社, 1988. 100-104. 2) Hansen R C. Array pattern control and synthesis[J]. Proceedings of the IEEE, 1992, 80(1): 141-151. 3) 单秋山, 等. 一种天线阵方向图综合法[J]. 电子学报, 1994, 22(9): 93-95. 4) 孙茂友 . 离散阵的 W-S 综合法 —Woodward 法改进 [J]. 电波传播学报 , 1995, 10(1,2): 166-171.
Reference: Marcano D, Duran F. Synthesis of antenna arrays using genetic algorithms[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2000, 42(3): 12-20.
赋形波束天线设计
Woodward-Lawson是一种经典综合方法，综合任何函数。 适用于连续线源和离散线阵。 用谐波电流及其对应场－空间子波束或构成函数的概念。
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Woodward综合实例
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 b) Fourier变换法
Reference: 1) 吕善伟. 天线阵综合[M]. 北京：北京航空学院出版社, 1988. 97-99. 2)姜永权 . 基于 IDFT 的指定方向图形状的阵列综合研究 [J]. 中国空间科学技术 , 1996, 16(2): 1-6.
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.
二、主要内容
赋形波束天线设计
主要内容
阵列天线赋形波束设计理论 波导裂缝天线赋形波束设计与试验 双弯曲反射面天线赋形波束设计
三、阵列天线赋形波束设计理论
赋形波束天线设计
3.1 分类
按幅相加权形式分类： 复数加权 仅幅度加权 仅相位加权 按阵元排列形式分类： 等距 不等距
适用于线阵。控制较灵活。 特点： 功率方向图 Schelkunoff多项式 多解
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Orchard-Elliott
应 用 实 例
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 d) 数值方法 Iterative sample
Reference: Orchard H J, et al. Optimizing the synthesis of shaped beam antenna patterns[J]. IEE Proceedings H, 1985, 132: 63-68.
有以下特点： 理想FFT需无限长源，所以长阵比短阵有较好的近似性 方向图有不连续点或某处数值变化很快，综合的方向图总会 呈现振荡形突跳(Gibbs)现象——加窗
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Fourier应用实例(8元/16元)
赋形波束天线设计
Gibbs
Fourier
加Hamming窗
Conjugate gradient
Reference: Fong T S, et al. Method of conjugate gradients for antenna pattern synthesis[J]. Radio Science, 1971, (6): 1123-1130.
Genetic algorithms
加窗应用实例(20元)
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 c) Orchard-Elliott
Reference: 1) Orchard H J, et al. Optimizing the synthesis of shaped beam antenna patterns[J]. IEE Proceedings H, 1985, 132: 63-68. 2) Kim Y U, Elliott R S. Shaped-pattern synthesis using pure real distributions[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1988, 36(11): 1645-1649. 3) Rodriguez J A, et al. Extension of the Orchard-Elliott synthesis method to pure-real nonsymmetrical-shaped patterns[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1997, 45(8): 1317-1318.
李建新Байду номын сангаас
目 录
一、引 言 二、主要内容 三、阵列天线赋形波束设计理论 四、波导裂缝天线赋形波束设计与试验 五、双弯曲反射面天线赋形波束设计
一、引 言
赋形波束天线设计
在雷达、通讯等众多领域中，往往需要特殊形状的天线波束(如 余割平方波束、宽波束等)，即赋形波束。
可应用于三坐标雷达、目标指示雷达、二次航管雷达、星载和 机载SAR、询问机天线等领域。 赋形波束主要可通过二大类天线加以实现： 阵列天线(波导裂缝天线) 反射面天线
3.2 重点 等距阵复数加权波束赋形 等距阵仅相位加权波束赋形 不等距阵赋形波束设计
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 a) Woodward-Lawson
Reference: 1) 吕善伟. 天线阵综合[M]. 北京：北京航空学院出版社, 1988. 100-104. 2) Hansen R C. Array pattern control and synthesis[J]. Proceedings of the IEEE, 1992, 80(1): 141-151. 3) 单秋山, 等. 一种天线阵方向图综合法[J]. 电子学报, 1994, 22(9): 93-95. 4) 孙茂友 . 离散阵的 W-S 综合法 —Woodward 法改进 [J]. 电波传播学报 , 1995, 10(1,2): 166-171.
Reference: Marcano D, Duran F. Synthesis of antenna arrays using genetic algorithms[J]. IEEE Antennas and Propagation Magazine, 2000, 42(3): 12-20.
赋形波束天线设计
Woodward-Lawson是一种经典综合方法，综合任何函数。 适用于连续线源和离散线阵。 用谐波电流及其对应场－空间子波束或构成函数的概念。
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Woodward综合实例
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 b) Fourier变换法
Reference: 1) 吕善伟. 天线阵综合[M]. 北京：北京航空学院出版社, 1988. 97-99. 2)姜永权 . 基于 IDFT 的指定方向图形状的阵列综合研究 [J]. 中国空间科学技术 , 1996, 16(2): 1-6.
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.
二、主要内容
赋形波束天线设计
主要内容
阵列天线赋形波束设计理论 波导裂缝天线赋形波束设计与试验 双弯曲反射面天线赋形波束设计
三、阵列天线赋形波束设计理论
赋形波束天线设计
3.1 分类
按幅相加权形式分类： 复数加权 仅幅度加权 仅相位加权 按阵元排列形式分类： 等距 不等距
适用于线阵。控制较灵活。 特点： 功率方向图 Schelkunoff多项式 多解
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Orchard-Elliott
应 用 实 例
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 d) 数值方法 Iterative sample
Reference: Orchard H J, et al. Optimizing the synthesis of shaped beam antenna patterns[J]. IEE Proceedings H, 1985, 132: 63-68.
有以下特点： 理想FFT需无限长源，所以长阵比短阵有较好的近似性 方向图有不连续点或某处数值变化很快，综合的方向图总会 呈现振荡形突跳(Gibbs)现象——加窗
赋形波束天线设计
赋形波束天线设计
Fourier应用实例(8元/16元)
赋形波束天线设计
Gibbs
Fourier
加Hamming窗
Conjugate gradient
Reference: Fong T S, et al. Method of conjugate gradients for antenna pattern synthesis[J]. Radio Science, 1971, (6): 1123-1130.
Genetic algorithms
加窗应用实例(20元)
赋形波束天线设计
3.3 等距阵复数加权波束赋形 c) Orchard-Elliott
Reference: 1) Orchard H J, et al. Optimizing the synthesis of shaped beam antenna patterns[J]. IEE Proceedings H, 1985, 132: 63-68. 2) Kim Y U, Elliott R S. Shaped-pattern synthesis using pure real distributions[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1988, 36(11): 1645-1649. 3) Rodriguez J A, et al. Extension of the Orchard-Elliott synthesis method to pure-real nonsymmetrical-shaped patterns[J]. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 1997, 45(8): 1317-1318.