一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110083923A(43)申请公布日2019.08.02(21)申请号201910329298.3(22)申请日2019.04.23(71)申请人成都电科星天科技有限公司地址611731四川省成都市高新区（西区）天全路200号2栋(72)发明人雷世文付贵川袁利平孙凯刘思豪(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人钱成岑夏琴(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称得更低的副瓣。一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法(57)摘要本发明涉及阵列天线技术领域，公开了一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法。S1，构建阵列合成波束表达式；S2，初始化阵列单元的位置，初始化阵列位置任意分布的阵列合成波束部分和包含非线性项的泰勒展开式TM(Δxn)；S3,利用CVX工具，求解阵列波束合成优化问题，获得初始位置到当前最优化位置的变化量；S4，根据到当前最优化位置的变化量更新阵列位置；S5，利用S4得到的当前最优化阵列位置更新和TM(Δxn)；S6,将S5中更新后的和TM(Δxn)作为原始优化问题的初始化条件，返回S2进行迭代计算，直到满足迭代条件：迭代次数大于100次，到当前最优化位置的变化量小于0.001，则停止算法。本发明的迭CN110083923A代方法将非凸问题转化问凸问题，快速求解，获CN110083923A权利要求书1/2页1.一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法，其特征在于，包括：步骤S1，构建阵列合成波束表达式，包括阵列位置任意分布的阵列合成波束部分和包含初始位置到最优化位置变化量的指数部分，针对包含初始位置到最优化位置变化量的指数部分，利用高阶泰勒展开式进行描述，并表示出包含非线性项的泰勒展开式TM(Δxn)；步骤S2，初始化阵列单元的位置，设置最优化位置与初始位置的距离为零，初始化阵列位置任意分布的阵列合成波束部分和包含非线性项的泰勒展开式TM(Δxn)；步骤S3,利用CVX工具，求解阵列波束合成优化问题，获得初始位置到当前最优化位置的变化量；步骤S4，根据到当前最优化位置的变化量更新阵列位置；步骤S5，利用步骤S4得到的当前最优化阵列位置更新当前阵列合成波束部分和包含非线性项的泰勒展开式TM(Δxn)；步骤S6,将步骤S5中更新后的当前阵列合成波束部分和包含非线性项的泰勒展开式TM(Δxn)作为原始优化问题的初始化条件，返回步骤2进行迭代计算，直到满足迭代条件：迭代次数大于100次，到当前最优化位置的变化量小于0.001，则停止算法。2.如权利要求1所述的基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法，其特征在于，所述步骤S1中，阵列合成波束表达式为：其中，N为阵元个数，表示阵列天线单元的初始位置，θ为具体方向，uθ＝κsin(θ)，且κ为空间波数，M为泰勒展开式的阶数，j为虚数符号，uθΔxn＜＜1；前位置的阵列合成波束部分其中，En(θ)为第n个阵元的远场电场强度；包含非线性项的泰勒展开式3.如权利要求2所述的基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法，其特征在于，所述步骤S2中，阵列单元的初始化布局具有λ/2均匀间距。4.如权利要求3所述的基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法，其特征在于，所述步骤S2中，当前阵列位置到最优化阵列位置的变化量范围为[0，0.16]。5.如权利要求2所述的基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法，其特征在于，所述步骤S3中，迭代计算中初始的阵列波束合成优化问题表示为：minimizexρ2CN110083923A权利要求书2/2页Δx≤Δxmaxmax其中，Δx是事先设定的阵列位置的更新上限，ΘSL为阵列波束的副瓣范围，ρ为阵列合成波束的最高副瓣电平；当迭代的次数大于1时，阵列波束合成优化问题表示为：其中，表示相邻阵元的距离，d0为设定的相邻阵元的最小间距。3CN110083923A说明书1/6页一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法技术领域[0001]本发明涉及阵列天线技术领域，特别是一种基于高阶泰勒展开的低副瓣阵列天线的优化布局方法。背景技术[0002]卫星多媒体信号的长距离传输，造成了信号的大尺度衰落，使到达地面接收天线的信号强度极其微弱。以L波段地球同步轨道卫星ASIASTAR为例，其到达地面的信号强度大约为-110dB,相应的信噪比约为-4dB,为了获得较好的接收效果，通常要求接收增益在4dBi以上，这就要求接收天线具有较高的增益。同时，为了抑制机器噪声以及背景噪声对接收的干扰，还要尽可能地抑制副瓣。利用车载天线对该卫星多媒体信号进行动态接