基于迭代自适应凸优化的天线阵列方向图综合方法

作     者：刘志勇 赵勋旺 张依轩 陈曦 

作者机构：西安电子科技大学陕西省超大规模电磁计算重点实验室 

出 版 物：《微波学报》 (Journal of Microwaves)

年 卷 期：2024年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省重点研发计划项目(2023-ZDLGY-42、2022GY-355、2021GXLH-02、2023-ZDLGY-09) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(QTZX22160)(XJSJ23013) 

主　　题：天线阵列 波束宽度优化 副瓣电平 凸优化 二分策略 

摘      要：针对天线阵列中给定副瓣电平下的波束宽度优化综合问题，本文提出了一种基于迭代自适应凸优化的天线阵列方向图综合方法，并给出了该算法的流程。在给定副瓣电平的情况下，通过凸优化算法对天线阵列方向图进行优化，并使用了二分的策略对波束宽度进行迭代搜索，实现了对控制副瓣电平下的波束宽度优化综合。首先，本文通过对方向图主瓣添加约束条件保证了最大辐射方向指向目标方向；其次，本文采用了切比雪夫激励分布方向图对应的主瓣零功率波束宽度作为初始波束宽度的参考点；最后，当初始化副瓣电平过低导致方向图主瓣发生畸变时，该算法通过优化得到了天线阵列所能实现的最低副瓣电平下的方向图。仿真结果表明，所提算法能够得到合理的给定副瓣电平下的阵列天线最窄笔形波束方向图。在理想点源结果的基础上，引入实际天线阵列进行全波仿真分析，验证了该方法的可行性。