第4章--天线综合ppt课件.ppt

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1、Chapter4阵列综合Dolph-Chebyshev综合乌特沃特综合法Fourier级数法Schelkunov方法泰勒综合法1非均匀幅度分布的直线阵ne为偶数时，根据直线阵场强相加可以得到：式中2非均匀幅度分布的直线阵no为奇数时式中3非均匀幅度分布的直线阵例如一9单元点源阵列，间距λ/2，等幅同相馈电。4Dolph-Chebyshev综合（最优分布）对于指定的旁瓣电平，其第一零点波束宽度为最窄；反之，对于指定的波束宽度，其旁瓣电平最低。综合得到的方向图为(NT为阵元数量)由于主瓣与副瓣之比r>1，因此其中M=NT-1,5将阵列多项式与Chebyshev多

2、项式进行匹配，使阵列的副瓣占据的区域，阵列的主瓣位于z0>1的区域，有当NT为偶数、阵元间距dx/0.5时，所需激励如下:6设计步骤：选取与阵列如下多项式同幂次（m=n-1）的切比雪夫多项式对于偶数个阵元对于奇数个阵元7选取主瓣与副瓣之比r，并从下式中解出x0.引入新的总量w，使得此时。以w取代中的变量x，令故波瓣图多项式和便可表示为w的多项式。8使切比雪夫多项式和阵列多项式相等，即由此可解出阵列多项式的系数，然后得到阵列的口径电平分布。详见J.D.Kraus《天线》Dolph-Chebyshev分布的八源阵举例阵列综合的实质是以Chebyshev多项式

3、表示阵列多项式。9乌特沃特综合法一个均匀照射的阵列方向图有着如下的形式：均匀照射的阵列方向图是一组正交波束的叠加，因此可以用来综合所需要的方向图。一个长度为L=Ndx的阵列，在u空间中将有N个波束覆盖大小为(N-1)/L的扇区，10第i个波束由如下的相位步进激励：其中n取值与i相同，方向图函数如下：给定的方向图函数E(u)可以由在ui上的N个取样近似：在每个阵元上的总电流即是形成所有波束的电流之和。对于第n个单元有：11正交波束平顶方向图的综合12由乌特沃特法综合得到的64个点源阵列的脉冲形方向图sinc基函数（i=-13）13泰勒综合法对于大型阵列，

4、Dolph-Chebyshev综合方法得出的是单调的口径分布，因此该方法会导致口径taperedefficiency降低.泰勒指出，由于Chebyshev方向图的所有副瓣电平均相等，因此导致tapered效率的损失。对于大型阵列，这就意味着更多的能量将集中于副瓣内。14泰勒建议，可以设计这样的方向图函数，使得靠近主瓣的方向图零点类似于Chebyshev方向图，但远离主瓣的零点位置对应于均匀分布的情况。由泰勒综合法得到的64个点源阵列的方向图15副瓣比r即是F0在z=0的值：以上的理想方向图对应于另一类Chebyshev方向图，其零点位置在：16为了匹配两类零

5、点，泰勒引入尺度因子σ，通过调整零点的位置zn来拉伸空间因子，以使其中一个零点对应于。新的方向图函数变为：所需要的口径分布可以展开为有限项的傅里叶级数，且该口径分布函数在阵列的边缘处导数为零。17口径分布函数可以表示为18BaylissLineSourceDifferencePatterns该方法通常用于脉冲系统.参数A和通常用于控制副瓣及其下降的情况.阵列的激励由如下公式给出：此处19由傅里叶级数可以算出各系数的值：在此阵列中，方向图的零点位于：20ForAandn,Elliottpresentedatableofthecoefficientsthems

6、elvesforSLLsfrom-15dBto-40dBinincrementsof5dB.21Fourier级数法以上求和的结果即是有限项傅里叶级数，它在u空间是周期性的。对于一个期望的F(u)，所需激励条件可由正交性质得到：该方法常用于赋形波束的综合.22由Fourier级数法综合得到的64个点源阵列方向图。脉冲形方向图（−0.4≤u≤0.4，F(u)=1，其他F(u)=0）23Schelkunov方法阵因子可以写为关于复变量z的多项式形式，其中以上为(N-1)阶多项式，它有(N-1)个零点，因此对于均匀照射的阵列有：24基于优化方法的方向图综合GA;(

7、R.L.Haupt,Y.Rahmat-Samii,D.H.Werner,…)SA;(F.Ares,…)ANN;(F.Ares,…)TACO;(N.Karaboga,…).PSO;(Y.Rahmat-Samii,D.H.Werner,…).DE.(S.Yang,A.Rydberg,…)…Y.Rahmat-SamiiandE.Michielssen,ElectromagneticOptimizationbyGeneticAlgorithms.NewYork:Wiley,1999.25PatternSynthesisUsingMeasuredElementPatt

8、ernsWheree0(u)istheisolate