交叉极化及副瓣约束的任意阵列最优方向性综合

dapmood

交叉极化及副瓣约束的任意阵列最优方向性综合

" F' F4 [. z" n" C2 `" W# z& e摘要:本文根据给定的期望极化方向,定义了扫描波束的期望主极化和交叉极化方向,并进一步给出了主极化方向性系数的定义,它可以更为准确的表征天线集中辐射主极化分量的程度.在没有副瓣约束和交叉极化约束的条件下,给出了任意阵列主极化方向性系数最优解的解析表达式.并且,在含副瓣约束、零陷约束以及交叉极化约束的条件下,我们发展了一种基于凸优化的高效数值综合方法,实现多约束条件下的主极化方向性系数的优化.数值阵列综合结果表明了本文所提出的最优主极化方向性系数解析解的正确性,以及这种可以综合考虑副瓣约束、零陷约束和交叉极化约束的数值方向性优化方法的有效性.
( e9 k8 U' p4 |! R1 L关键词:矢量方向图综合;主极化方向性系数;凸优化;任意阵列
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1引言
: T# S! ~" X. A5 K1 \! l在许多雷达及通信系统中,具有强方向性的阵列天线具有广泛的应用.方向性系数表示的是天线向某一个方向集中辐射电磁波的程度,是描述天线辐射特性的重要参数.目前,有许多文献讨论最优方向性系数的阵列综合问题"~4].然而,这些研究大多把阵列单元看作是全向辐射的理想点源,因而不能考虑阵列中相邻单元的互耦效应以及安装平台的影响.文献[5]中在
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0 H. c) @! B8 M$ c) X0 h/ L讨论方向性系数最优问题时,虽然有考虑天线阵列的极化,但是仅限于副瓣电平的约束,并未提出对交叉极化进行抑制的方法.然而,在许多应用系统中,天线辐射或接收的极化纯度也是重点考虑的技术指标67.因此,关于如何压制交叉极化、提高信号辐射或接收的极化纯度也是阵列天线布局和综合的重要研究问题.近年来,已有部分学者对该问题进行了较多研究[8~14].例如,文献[9~11]提出了几种聚焦波束矢量方向图综合的方法,在对主极化分量聚焦的同时实现了对交叉极

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