相位加权低副瓣阵列天线综合技术研究.pdf

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1、２０１４年２月舰船电子对抗Feb．２０１４第３７卷第１期SHIPBOARDELECTRONICCOUNTERMEASUREVol．３７No．１相位加权低副瓣阵列天线综合技术研究张友益，徐朝阳（船舶重工集团公司７２３所，扬州２２５００１）摘要：国内外对于波束综合技术虽已进行了大量的研究开发工作，但主要集中在接收系统，而对于发射波束研究相对较少。基于工程需要，提出了一种改进的二进制遗传算法实现相位量化的唯相位低副瓣波束综合技术，并给出了实验数据和性能曲线。理论分析和实验结果表明该算法在大多数情况下能有效降低副瓣，且主瓣宽度不变，因此该算法具有较大

2、的实际意义。关键词：波束综合；唯相位；遗传算法；低副瓣；相位量化中图分类号：TN８２１．８文献标识码：A文章编号：CN３２‐１４１３（２０１４）０１‐００７１‐０７ResearchintoSynthesisTechniqueofLowSide‐lobeArrayAntennaBasedonPhaseWeightingZHANGYou‐yi，XUZhao‐yang（The７２３InstituteofCSIC，Yangzhou２２５００１，China）Abstract：Manyresearchesanddevelopmentsforbeamsyn

3、thesistechniquehavebeencarriedthroughathomeandabroad，butthefocalpointisreceivingsystem，theresearchintothetransmit‐tingbeamisrelativelyless．Basedontheengineeringrequirement，thispaperputsforwardalowside‐lobebeamsynthesistechniquebasedonphase‐onlybyusingimprovedbinarysystemgen

4、eticalgorithmtorealizephasequantization，andgivestheexperimentdataandperformancecurve．Thetheoreticalanalysisandexperimentresultindicatethatthealgorithmcaneffectivelydecreaseside‐lobegenerally，andthemainlobewidthdoesn＇tchange，sothealgorithmhasbiggishpracticalmean‐ing．Keywords

5、：beamsynthesis；phase‐only；geneticalgorithm；lowside‐lobe；phasequantization和单元间距是确定的。本文就是基于确定的天线０引言阵，通过调整阵元激励达到期望波束要求。本文主给定天线阵辐射特性确定天线阵列的物理参数要研究低副瓣波束综合问题。使之尽可能地满足给定要求，或使阵列的辐射方向低副瓣天线具有良好的对抗电子干扰（ECM）图尽可能地逼近期望波束图即为阵列天线的综合问的能力，在军用雷达中应用越来越多。副瓣电平成题。综合是由战术、技术要求设计阵列天线（包括阵为天线性能的重要指标之一

6、。国内外对低副瓣综合元）。阵列综合的目的是通过确定阵元的激励幅度、的研究很多，但主要集中在接收波束，对发射波束的相位、阵元位置等参数，使天线阵的远区辐射方向图研究较少。一方面由于接收波束已能实现许多新的满足一定的要求，如控制副瓣电平、在某处形成一定重要功能，尤其是随着数字波束形成（DBF）技术的［１］深度的零点、主瓣满足特定形状要求等。理论上，发展，显著地提高了雷达的四抗能力和其它战术能进行天线阵的综合可以通过调整５个参数来实现，力；另一方面则由于发射波束通过衰减器虽可以大但对于一个确定的天线阵，其天线阵元数、分布形式幅度降低副瓣，但会导致能

7、量损失，且工程代价很收稿日期：２０１３１０１９７２舰船电子对抗第３７卷大。为了充分利用其发射功能块的功率资源，在形程度上实现降副瓣要求。而工程实现中相位的改变成发射波束时，只能采用唯相位（Phase‐only）加权是通过控制数字移相器实现的，由于移相器是以二算法，以实现低副瓣、干扰置零、高分辨等处理，而且进制方式步进改变，则相位的变化是离散的。因此，数字相移器技术已经成熟，在相控阵列中无需付出此时这些方法就不适用了。当然也可以通过对扰动额外的代价，而大多数已有的算法均同时利用相位结果用一定位数的二进制数近似，但由于存在量化及幅度加权。所以必须

8、开发实用、高效、高速的唯相误差，而且方向图对相位变化十分灵敏，通过试验分［２］位算法。析证明这一方法并不可取，量化误差比较大。所以，唯相位方向图综合方法是一种只利用