C波段截球面陣列天線多波束形成的研究.pdf

1、為了滿足現(xiàn)代應(yīng)急通信系統(tǒng)進(jìn)行全方位通信的需求,這就要求天線陣的波束覆蓋范圍滿足方位角360°,俯仰角90°的覆蓋需求,且具有較高的增益。傳統(tǒng)的平面相控陣天線已無法達(dá)到要求,因為傳統(tǒng)的平面相控陣天線通常只能覆蓋俯仰面60°的空間范圍。為了滿足上述需求,本文采用了共形截球面陣技術(shù),通過子陣劃分和單元復(fù)用產(chǎn)生多波束,只需較少的單元,即可使其波束在俯仰面的覆蓋范圍達(dá)到90°,方位角達(dá)到360°,并在此范圍還可以保持天線較高的增益,且可以大大減小

2、天線陣的尺寸和成本。
　　截球面陣單元使用的是圓極化天線單元,工作帶寬為4.5GHz~5.1GHz,采用的是正交耦合饋電方式。截球面陣總共由19個單元構(gòu)成,19個單元分三層分布在截球面上。將半空間的覆蓋區(qū)域劃分成25個子空間,為了滿足截球面陣的波束覆蓋需求,采用子陣劃分技術(shù),將球面陣劃分為25個子陣,每個子陣產(chǎn)生一個波束,每個波束覆蓋一個子空間。為了使子陣產(chǎn)生所需要的波束,改變子陣單元激勵電流的幅度和相位。采用自適應(yīng)算法和遺傳算法

3、對子陣進(jìn)行波束綜合,綜合出子陣單元的幅相加權(quán)系數(shù)。為了進(jìn)一步改善子陣方向圖和使仿真結(jié)果更準(zhǔn)確,使用了聯(lián)合仿真的方法,即將算法綜合出的子陣單元的幅相加權(quán)系數(shù)代入電磁仿真軟件進(jìn)行仿真,通過微調(diào)加權(quán)系數(shù)適時的改善子陣的方向圖。從仿真結(jié)果可以看出,子陣的主波束指向達(dá)到要求,即剛好指向?qū)?yīng)的子空間。子陣的波束寬度達(dá)到30°,可以覆蓋其對應(yīng)的子空間范圍。通過切換25個波束,最后在?方向覆蓋的范圍,在方向覆蓋的范圍。
　　在截球面陣的設(shè)計基礎(chǔ)上