遗传算法应用于天线阵优化研究(2)
为了有效对抗目标，提高雷达抗干扰的能力，都对雷达天线提出了低或超低副瓣阵的要求。目前，极低副瓣天线己经成为高性能电子系统的一个重要组成部分。特别是雷达，在有严重地物和电子干扰环境中有效地工作，必须采用副瓣尽可能低的天线。低或超低副瓣阵列天线是现代雷达的普遍要求，是急需解决的关键技术之一。
传统的综合方法对阵列天线副瓣电平进行优化时，一般没考虑阵元互耦的影响，优化出来的值和实际值相差较大，而很多文献考虑互耦时，也一般采用矩量法计算互阻抗矩阵，这样一是计算量太大，二是矩量法对一些简单的天线单元，如振子天线比较好计算，在对一些复杂的天线时，并不是很实用；因此，需要一种实用性和通用性强的方法来综合考虑互耦的低副瓣天线阵。
1.2 低副瓣天线阵综合发展现状
1.3 雷达散射界面简介
雷达散射截面(RCS)是定量表征目标散射强弱的物理量，通常等于各向同性散射时，目标总的散射功率与单位面积入射波功率之比．随着探测技术和隐身技术的发展，目标RCS的减缩无疑具有重大的军事意义．然而天线作为一种特殊的散射体，在减缩其RCS的同时还必须满足天线最基本的辐射需求，这使得对于天线的散射控制变得非常困难．为此，一些新结构及新材料被用于天线设计以抑制天线的散射．这些RCS控制方法所处理的核心问题就是如何在天线必要的辐射性能和低散射特性之间做出合理的权衡，使得天线在保持工作性能的同时实现RCS减缩．在天线RCS控制中，往往也会希望散射方向图在指定的威胁角域或频域内避免大的峰值出现．因此阵列辐射方向图综合的思想，同样也可用来综合散射方向图，从而实现对天线散射的控制．
2 阵列天线综合基本理论及传统综合方法介绍
2.1 阵元的辐射及方向图相乘原理
描绘天线辐射特性随空间方向坐标的变化关系图形叫做辐射方向图。这里指的是远区场情况。辐射特性包括辐射强度、场强、相位和极化。通常把在远区天线辐射(或接收)的功率和场强随着位置方向坐标的变化规律，分别称为功率方向图和场方向图，若将其写成空间方向坐标的函数便叫做方向图函数。它们仅是方向的函数而与径向距离无关。
图2.1 天线辐射示意图
如图所示，假设在自由空间 处有辐射源S。，那么它在 观察点处的远区场函数可以写成：
（2-1）
其中， ，式中 表示阵元在坐标原点的远场函数， 是相位常数， 是自由空间波长， 和 分别为激励幅度和相位， 与 ，分别为 和 的单位矢量，n=1，2，3，⋯，N。
上式是对实际中的远区场采用近似关系处理的结果，省略了时间因子 。以上是单个阵元的辐射，而天线阵列是将若干个相同阵元按一定规律排列的组合，这
种组合可以获得某些所期望的辐射特性，如期望得到更强的方向性、更高的增益，或所需要的方向图，阵列天线的辐射特性取决于阵元型式、数目、排列方式、间距以及阵元上的电流振幅和相位分布等。对于阵列天线，远区观察点处的场函数是各阵元远场函数的矢量和，即，
（2-2）
当不考虑阵元间的互耦，各单元的辐射方向图完全一致， ，
因此上式可以写成，
（2-3）
下一篇：仿生智能计算的研究+文献综述