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一种多联骨牌稀布天线及其布阵方法


技术摘要:
本发明是关于一种多联骨牌稀布天线及其布阵方法。该布阵方法包括:采用一种智能模拟算法,用L型和Z型的四联骨牌,可以对任意大小的阵面实现全覆盖,不会留下不能覆盖的空格。本发明实施例可以有着足够的随机性,可保证阵列天线在较大扫描范围内不出现栅瓣。
背景技术:
稀布相控阵天线由于其成本低廉,性能优越,在雷达领域有着广泛的应用。 R.J.Mailloux提出了一种利用L型或其他形式的多联骨牌型单元,组成稀布相控阵天线.这 种形式的稀布阵列口径利用率较高,且阵面分布具有足够的随机性,可大幅降低栅瓣。 相关技术中,实现这种布阵有多种算法。其中有采用遗传算法计算天线阵面的骨 牌布阵,遗传算法指通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。还有利用信息熵和分支定 价算法计算天线阵面的骨牌布阵,该方法通过骨牌的随机出现的概率提高阵面布阵的随机 性。 关于上述技术方案,发明人发现至少存在如下一些技术问题:例如上述这些方法 虽然能够获得具有较高随机性的阵面布阵,但都存在阵面不能完全覆盖的情况,这降低了 天线阵面的口径利用率,使天线增益下降。 因此,有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。 需要注意的是,本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的技术方案提供背景或 上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
技术实现要素:
本发明实施例的目的在于提供一种多联骨牌稀布天线及其布阵方法,进而至少在 一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。 根据本发明实施例的第一方面,提供一种多联骨牌稀布天线的多联骨牌布阵方 法,包括: 将阵面划分为M×N网格,根据阵面形状在所述M×N网格内设置布阵范围,通过智 能模拟算法将多种不同形式的多联骨牌子阵在所述布阵范围内完成随机性布阵; 其中,所述M×N网格的每个格子的尺寸与所述多联骨牌子阵的每个格子的尺寸相 同; 其中,所述智能模拟算法对每次填充进行合理性判断,若不合格则再随机产生一 个多联骨牌子阵继续本次填充,若合格则完成本次填充,重复以上步骤直至完全填满所述 布阵范围。 本发明的一实施例中,在所述智能模拟算法中,所述M×N网格用M×N二维0矩阵表 示,每种所述多联骨牌用元素为0或1的二维矩阵表示;其中,0表示空格,1表示填充格。 本发明的一实施例中,在所述智能模拟算法中,判定不合格的情况包括:格子不能 被填充的情况、格子有重复填充的情况。 本发明的一实施例中,在所述智能模拟算法中,将所述M×N二维0矩阵的左上角作 3 CN 111585045 A 说 明 书 2/6 页 为初始坐标开始填充,沿第1行第N列的方向填充第1行,然后逐行填充其余布阵范围。 本发明的一实施例中,在所述智能模拟算法中,当所述多联骨牌子阵的中心坐标 超出所述布阵范围则不必填充。 本发明的一实施例中,所述阵面分为4个象限,将其中1个象限设置为所述布阵范 围以得到1个象限的布阵,其余3个象限的布阵分别通过轴对称翻转得到,从而得到全部阵 面的布阵。 本发明的一实施例中,所述多联骨牌子阵包括L型四联骨牌,所述L型四联骨牌包 括8种不同的形式。 本发明的一实施例中,所述多联骨牌子阵包括Z型四联骨牌,所述Z型四联骨牌包 括4种不同的形式。 本发明的一实施例中,所述多联骨牌子阵的中心坐标为所述多联骨牌二维矩阵中 所有非0元素的平均坐标。 根据本发明实施例的第二方面,提供一种多联骨牌稀布天线,由以上任一项实施 例中所述多联骨牌布阵方法布阵而成。 本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果: 本发明的实施例中,通过上述方法及装置,一方面实现了天线阵面的有效覆盖,阵 面充分填充,另一方面,单元分布具有足够的随机性,从而保证天线栅瓣被有效抑制,以提 高了天线的扫描范围,另外,降低了阵面的稀布率,从而极大的降低了天线成本。 附图说明 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施 例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开 的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据 这些附图获得其他的附图。 图1示出本发明示例性实施例中多联骨牌布阵的布局示意图; 图2示出本发明示例性实施例中8种L型骨牌示意图; 图3示出本发明示例性实施例中4种Z型骨牌示意图; 图4示出本发明示例性实施例中格子不能被填充的情况示意图; 图5示出本发明示例性实施例中多联骨牌稀布天线俯仰和方向图; 图6示出本发明示例性实施例中多联骨牌稀布天线方位和方向图; 图7示出本发明示例性实施例中多联骨牌稀布天线俯仰扫描25°方向图; 图8示出本发明示例性实施例中多联骨牌稀布天线方位扫描25°方向图。
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