稀布天线阵列的分析和设计(3)
（1）通常情况下，天线的波束宽度是用来估算天线系统物理尺寸的相关参数。在天线辐射方向图中，可以通过选择一定的阈值振幅轻易地测量出这个参数。但是对于设计者来说，在初始设计阶段这些辐射方向图是不可获得的。规避这个限制,一个好的做法是利用均匀线性阵列的近似：
（1-1）
此式中 表示操作频率时的波长， 表示基本辐射元数量， 表示阵元间距，对于 的阵列，上式可以表示成
（1-2）
这清楚地表明，这些阵列的波束宽度和它们的阵元数量成反比例关系。
现在转而讨论稀布阵列，可以作个假设，一般来说天线的波束宽度就等于完全填充模式下天线的波束宽度。这个假设违反了一些当基本辐射元的特定设置导致天线主波束的适度增大这样的设计技术（举个例子：降低振幅）。注意，这项研究并没有涉及到通过在不均匀位置放置辐射元来使辐射方向图成形的算法。
稀布阵列天线通过以下技术组装：分别为组合方法，分形理论和空间削尖法。通过采用式（1-2）评估波束宽度的近似值，可以轻易地发现在组合方法和分形方法时，完全填充模式下天线的波束宽度被保存下来了。尽管如此，空间削尖阵列辐射方向图的波束宽度比完全填充模式下天线的波束宽度略宽。
（2）旁瓣电平可能是在稀布阵列天线设计和分析时被引用最频繁的参数。首先，在均匀阵列天线中，有两个不同方面与此相关的特性，其中之一就是第一旁瓣电平，它与雷达应用息息相关。另一个就是在旁瓣区域的平均电平，它在耗能预算分析中有重要的影响。然后，有一个相似的推论：稀布构型也有两个特性量，叫做峰值旁瓣电平（不一定在主瓣附件产生）和平均旁瓣电平。从这个角度看，稀疏技术不仅可以达成降低最大旁瓣电平还能尝试减少旁瓣区域电平平均值。
使用常识和一些直接的物理参数,一个简单的有关平均旁瓣电平 的表达式推导在式（1-3）中,表示为
（1-3）
式中， 表示在稀布构型中阵元天线的数量。这个表达式可以用来提供在稀布阵列天线中旁瓣电平的初始近似值。增加更多的与预估相关的方法的使用精确保证，但很显然这会需要选择一个特殊的稀疏算法。
（3）很大程度地，一旦一个天线的波束宽度和旁瓣电平测定了，那么就可以很容易地预估这个天线的方向图。在设计阶段一个很常用的做法就是假设在天线系统中没有损耗。在这个条件下，天线增益变得等效于方向图，因此它与波束宽度和旁瓣水平密切相关。天线增益有一个相关联的能量意义。利用这个认识可以这样说，阵列天线的增益（不管是均匀阵列还是稀布阵列）约等于组成它的所有辐射元增益的总和。假设阵元天线表现出各向同性的辐射方向图，阵列的增益可以直接与阵元的数量成正比。
1.2 稀布天线阵列的发展及研究现状
1.3 论文结构及内容安排
第一章为绪论，主要介绍了稀布天线阵列的研究意义、发展历程和国内外研究现状。
第二章为天线阵列基本理论。
第三章为完善遗传算法优化稀布天线阵列。
第四章为全文总结。
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