线形阵列栅瓣的抑制.pdfVIP

2009年第 12期 大 众 科 技 No．12。2009 (总第 124期 ) DAZHONGKEJ (CumulativelyNo．124) 线形阵列栅瓣的抑制 潘 敏 (桂林电子科技大学，广西 桂林 541004) 【摘 要】由于稀疏天线阵列所具有的特性，使其正得到日益广泛地应用，但是稀疏阵方向图却具有栅瓣。文章针对如何 通过适当地选取稀疏天线阵列的阵元位置来最大限度地抑制阵列的栅瓣这一综合 问题展开研究。采用的分析方法为设计一种 由 不同周期的发射稀疏阵列和接收稀疏阵列组成的稀疏非周期阵列。仿真结果表明，这种方法可有效地消除阵列栅瓣或使其低于 期望值 。 【关键词】周期稀疏阵列；栅瓣 ；复合稀疏阵 【中图分类号】TN820 【文献标识码】A 【文章编号】1008—1151(2009)12—0032—02 在许多工程应用中，要求天线阵列有窄的扫描波束以提 G = (2) 高空间分辨率等技术指标，而不要求有相应的天线增益。这 类应用可以采用天线单元在阵列孔径上稀疏布置的方法来实 现，它能构造出一个降低了增益的强方向性阵列，以较少的 天线单元达到分辨率等技术指标，从而降低天线系统的成本。 z 由于阵列中天线单元的稀疏布置，使得扫描波束变窄，空间 -l『等“J] 分辨率提高，天线单元间的互耦减弱，这些优点使得稀疏天 线阵列成为颇具实用性的一类阵列天线 。 式中N表示阵元个数， =Drdsin0／2。 由于稀疏阵所具有的这些优势，使其正得到 日益广泛地 应用。但是，由于阵元间距的增大，稀疏阵列天线在获得了 (二)算法推导 窄波束和高空间分辨率等好处的同时，也带来了栅瓣的问题。 稀疏阵阵元的分布与两种形式的阵列有关，没有一种简 单的数学方法可以解决这个问题，如何设计出一个合适的稀 传统的均匀间隔天线阵列的理论已获得了，泛而深入的研 疏阵是一个很大的挑战。为了解决这个 问题，我们可以考虑 究，但同时也限制了阵列的形状及分布，提高了天线系统的 “有效孔径”。有效孔径的表达式可以由两种形式的阵列计算 造就。近年来采用的广义的非线性最小最大优化法，扩展投 得到。 影法和基于计算机的数值综合方法等方法成为热点，但天线 的峰值旁瓣 电平一直不够理想。本文采用设计一种非周期T／R 组件的方法来消除稀疏阵列的栅瓣，取得了较好的结果。 (一)信号模型 假设均匀线阵的间距为 d，且 以最左边的阵元为参考点， 另假设信号的入射角为 ，其中方位角表示与线阵法线方向 由图中可得： 的夹角，则f： f，1 sin0，阵列的加权输出为 - ()=￡(署)州 ()F{(／} 27r(f_1)ds1n口 类似的，如果接收孔径函数为ae(2／2)，那么 、 一 I了 m P—j(m 1)1~ sin(raft／2) Y wte — — f=l sin(fl／21