CN105765788B - 一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线 - Google Patents

Abstract

一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线，其中该方法包括：在坐标平面上生成基准阵列，基准阵列中包括多个阵列，阵列为基准阵列的列，多个阵列等间距排列，每个阵列包括多个第一天线单元，每个阵列中的第一天线单元等间距排列，在坐标平面中随机生成扰动阵列，扰动阵列中包括的第二天线单元个数与基准阵列中包括的第一天线单元个数相等，第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零，将基准阵列中的第一天线单元与扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线，使得形成的非均匀最终阵列天线具有更大的布阵自由度，从而可以获得更低的旁瓣电平，同时降低了天线单元之间的互耦性。

Description

一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线

技术领域

本发明实施例涉及天线布阵技术，尤其涉及一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线。

背景技术

阵列天线是指由许多相同的单个天线单元按一定规律排列组成的天线系统。其中天线单元可以是一维直线排列，也可以是二维平面排列或者三维排列等。阵列天线的指标主要包括增益、旁瓣电平、波束宽度以及成本等，阵列天线因为具有波束汇聚作用，因此在雷达，通信领域得到了广泛的应用。

目前，现有技术中存在一种具有减小波瓣宽度的平面阵列天线方案，其中阵列天线为平面阵列，每个阵列至少包含两个子阵。每个子阵至少包含3个阵列单元。其中每个子阵串联并各自连接到一个信号馈电口，该方案要求每个子阵中有一个天线单元正好放置在馈电端口对应的相互等间距的竖直基准线上，并且该子阵至少有个天线单元偏置于该竖直基准线。通过单元的偏置使得阵列在水平方向的口径增大因此达到减小波束宽度目的。

然而该现有技术中的建立阵列天线的方案并不能降低阵列天线中的旁瓣电平，从而影响阵列天线的性能指标。

发明内容

本发明提供了一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线，使得形成的非均匀最终阵列天线具有更大的布阵自由度，从而可以获得更低的旁瓣电平，同时降低了天线单元之间的互耦性。

第一方面，本发明实施例提供了一种阵列天线布阵方法，包括：在坐标平面上生成基准阵列，所述基准阵列中包括多个阵列，所述阵列为所述基准阵列的列，所述多个阵列等间距排列，每个所述阵列包括多个第一天线单元，每个所述阵列中的第一天线单元等间距排列；在所述坐标平面中随机生成扰动阵列，所述扰动阵列中包括的第二天线单元个数与所述基准阵列中包括的所述第一天线单元个数相等，所述第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零；将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线，具体包括：根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识；根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识；将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线，具体包括：将每个所述第一天线单元与具有相同所述单元标识的所述第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成所述最终阵列天线。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识，具体包括：按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识，具体包括：在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个所述子空间中包括多个所述第二天线单元；按照所述第二天线单元在所属子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分，得到多个子空间，具体包括：若在所述基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分；所述子空间的个数与所述基准阵列的行数相同，每个所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应行包括的所述第一天线单元个数相同；或者，若在所述基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行稀布空间划分；所述子空间的个数与所述基准阵列的所述阵列的个数相同，所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应阵列中的所述第一天线单元个数相同。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述按照所述第二天线单元在所属子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识，具体包括：若在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，按照从所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，若在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，按照从左至右的所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识。

第二方面，本发明实施例提供了一种阵列天线布阵装置，包括：生成单元，在坐标平面上生成基准阵列，所述基准阵列中包括多个阵列，所述阵列为所述基准阵列的列，所述多个阵列等间距排列，每个所述阵列包括多个第一天线单元，每个所述阵列中的第一天线单元等间距排列；所述生成单元还用于，在所述坐标平面中随机生成扰动阵列，所述扰动阵列中包括的第二天线单元个数与所述基准阵列中包括的所述第一天线单元个数相等，所述第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零；叠加单元，将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述叠加单元具体用于，根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识；根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识；将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述叠加单元具体用于，将每个所述第一天线单元与具有相同所述单元标识的所述第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成所述最终阵列天线。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述叠加单元具体用于：按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述叠加单元具体用于：在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个所述子空间中包括多个所述第二天线单元；按照所述第二天线单元在所属的子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述叠加模块具体用于：若在所述基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分；所述子空间的个数与所述基准阵列的行数相同，每个所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应行包括的所述第一天线单元个数相同；或者，若在所述基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行稀布空间划分；所述子空间的个数与所述基准阵列的所述阵列的个数相同，所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应阵列中的所述第一天线单元个数相同。

结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述叠加模块具体用于：若在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，按照从所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，若在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，按照从左至右的所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识。

第三方面，本发明实施例提供了一种阵列天线，包括：所述阵列天线在坐标平面上由多个天线单元组成，所述多个天线单元之间为非均匀排布，所述多个天线单元沿着横向或者纵向组成至少两个组；若所述沿着横向组成至少两个组，则每个组之间在横向方向上相互平行，并且按照横向方向排列；若所述沿着纵向组成至少两个组，则每个组之间在纵向方向上相互平行，并且按照纵向方向排列；所述组之间的间距大于等于0.5个工作波长，所述每个组中包括的多个天线单元的间距大于等于0.5个工作波长

本发明提供了一种阵列天线布阵方法、装置及阵列天线，其中该方法包括：在坐标平面上生成基准阵列，基准阵列中包括多个阵列，阵列为基准阵列的列，多个阵列等间距排列，每个阵列包括多个第一天线单元，每个阵列中的第一天线单元等间距排列，在坐标平面中随机生成扰动阵列，扰动阵列中包括的第二天线单元个数与基准阵列中包括的第一天线单元个数相等，第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零，将基准阵列中的第一天线单元与扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线，使得形成的非均匀最终阵列天线具有更大的布阵自由度，从而可以获得更低的旁瓣电平，同时降低了天线单元之间的互耦性。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的阵列天线布阵方法的流程图；

图2A为本发明一实施例提供的6x6基准阵列的示意图；

图2B为本发明一实施例提供的8x8基准阵列的示意图；

图2C为本发明一实施例提供的10x8基准阵列的示意图；

图2D为本发明一实施例提供的非矩形基准阵列的示意图；

图3A为本发明一实施例提供的6x6基准阵列对应的扰动阵列的示意图；

图3B为本发明一实施例提供的8x8基准阵列对应的扰动阵列的示意图；

图3C为本发明一实施例提供的10x8基准阵列对应的扰动阵列的示意图；

图3D为本发明一实施例提供的非矩形基准阵列对应的扰动阵列的示意图；

图4为本发明另一实施例提供的阵列天线布阵方法的流程图；

图5A为基于6x6基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5B为基于6x6基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5C为基于8x8基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5D为基于8x8基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5E为基于10x8基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5F为基于10x8基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图5G为基于非矩形基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果；

图6为本发明一实施例提供的阵列天线布阵装置的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的阵列天线的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例提供的阵列天线布阵方法的流程图，本实施例可适用于通信等技术领域，该方法可以由阵列天线布阵装置实现，具体可以为计算机等智能设备，其中阵列天线布阵方法包括如下步骤：

S101：在坐标平面上生成基准阵列。

本实施例首先给出在坐标平面上生成基准阵列，根据所需要的最终的天线规格确定基准阵列的类型，如最终的天线规格需要包括36个天线单元，则基准阵列类型可以为6x6类型，其中基准阵列中包括多个阵列，阵列为基准阵列的列，多个阵列等间距排列，每个阵列包括多个第一天线单元，每个阵列中的第一天线单元等间距排列。

图2A为本发明一实施例提供的6x6基准阵列的示意图，图2B为本发明一实施例提供的8x8基准阵列的示意图，图2C为本发明一实施例提供的10x8基准阵列的示意图，图2D为本发明一实施例提供的非矩形基准阵列的示意图，如图2A、图2B、图2C和图2D所示，其中图2A、图2B、图2C分别对应的基准阵列可为6x6、8x8、10x8等不同基准阵列类型，图2D对应的基准阵列为非矩形形状，该基准阵列包括有52个第一天线单元，具体可以根据实际需要选择不同的基准阵列类型，其中基准阵列的每一列即为上述的阵列，阵列之间为等间距，其中阵列之间的间距通常大于等于0.5个工作波长，第一天线单元之间的间距大于等于0.5个工作波长。

S102:在坐标平面中随机生成扰动阵列。

当基准阵列确定之后，确定稀布空间，该稀布空间形状为矩形，其中稀布空间分别以平面坐标系中的x轴正半轴和y轴正半轴作为两条边，进一步地，在稀布空间内随机生成扰动阵列，其中扰动阵列中包括的第二天线单元个数与基准阵列中包括的第一天线单元个数相等，即当基准阵列为6x6类型时，则扰动矩阵应该包括有36个第二天线单元，其中扰动阵列的生成方式可以为阵列天线布阵装置随机生成36个点，每个点对应一个第二天线单元，每个点都具有对应坐标，这些点均在稀布空间内，即它们的坐标满足横坐标大于等于零，纵坐标同样大于等于零，图3A为本发明一实施例提供的6x6基准阵列对应的扰动阵列的示意图，图3B为本发明一实施例提供的8x8基准阵列对应的扰动阵列的示意图，图3C为本发明一实施例提供的10x8基准阵列对应的扰动阵列的示意图，图3D为本发明一实施例提供的非矩形基准阵列对应的扰动阵列的示意图，如图3A、图3B和图3C分别为6x6、8x8和10x8基准阵列对应的扰动阵列，图3D为图2D所示的非矩形基准阵列对应的扰动阵列。

S103：将基准阵列中的第一天线单元与扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线。

具体地，为了使得第一天线单元与扰动阵列中的第二天线单元可以有效的叠加，首先对基准阵列中的所有第一天线单元分配单元标识，其中标识分配方式可以为先行后列的顺序，或者先列后行的顺序。如图2A-2C所示的6x6、8x8、10x8基准阵列，以及图2D所示的非矩形基准阵列，均采用的标识分配规则为从第一列至最后一列，每列从下至上的顺序进行单元标识分配，如10x8的基准阵列编号从第一列至最后一列，每列从下至上的顺序分别为：11,12,13……110,21,22……210……81,82……810。通过上述的方法每个第一天线单元都获得到了单元标识。进一步，可以对扰动阵列中的第二天线单元采用与第一天线单元相同的单元标识分配规则，使得每个第二天线单元获取属于它们的单元标识，最后将具有相同的单元标识的第一天线单元和第二天线单元进行坐标相加，形成最终的阵列天线。由于基准阵列中的第一天线单元之间的间距均大于等于0.5个工作波长，然而基准阵列的旁瓣电平大致固定在13.5dB左右，为了降低阵列的旁瓣电平，可以在基准阵列的基础上使用扰动阵列，其中该扰动阵列中的第二天线单元均在稀布空间中自由分布，因为扰动阵列在稀布空间中自由分布，因而可以极大的扩大阵列布阵的自由度，通过遗产算法或蚁群算法将得到的多个非均匀的最终天线阵列进行优化，从而可以获得具有更低的旁瓣电平的最终天线阵列，同时叠加扰动阵列后形成的最终阵列天线中的一部分天线单元间距会大于等于基准阵列中的第一天线单元之间的间距，从而降低了天线单元之间的互耦性。

本实施例提供了一种阵列天线布阵方法，其中通过将基准阵列中的第一天线单元与基于稀布空间的扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，由于扰动阵列中的第二天线单元在稀布空间中可以自由分布，从而形成的最终阵列天线具有更大的布阵自由度，因而可以获得更低的旁瓣电平，另外，形成的最终阵列天线包括的天线单元间距大于等于第一天线单元之间的间距，从而降低了天线单元之间的互耦性，进而提高了阵列天线布阵所在系统的抗干扰性能。

图4为本发明另一实施例提供的阵列天线布阵方法的流程图，本实施例可适用于通信等技术领域，该方法可以由阵列天线布阵装置实现，具体可以为计算机等智能设备，如图4所示，本实施例在上一实施例基础上，主要对步骤S103进行细化，其中具体包括步骤：

S1031：根据第一天线单元在坐标平面上的位置，为第一天线单元分配单元标识。

具体地，基准阵列中包括的所有第一天线单元都在坐标平面上具有相应的位置，即每个第一天线单元都具有具体坐标，根据它们的坐标可以为它们分配单元标识，其中标识分配规则可以为：按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识；或者，按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识；或者，按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识；或者，按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识。如图2A-2C所示的6x6、8x8、10x8基准阵列，以及图2D所示的非矩形基准阵列，均采用的标识分配规则为从第一列至最后一列，每列从下至上的顺序进行单元标识分配，如10x8的基准阵列编号从第一列至最后一列，每列从下至上的顺序分别为：11,12,13……110,21,22……210……81,82……810。通过上述的方法每个第一个天线单元都获得到了单元标识。

S1032：根据第二天线单元在坐标平面上的位置，采用与第一天线单元相同的标识分配规则为第二天线单元分配单元标识。

可选地，在坐标平面的横向或者纵向上对坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个子空间中包括多个第二天线单元；具体地，若在基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识，或者若按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识，则在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分；子空间的个数与基准阵列的行数相同，每个子空间中包括的第二天线单元个数与基准阵列中的对应行包括的第一天线单元个数相同；或者，若在所述基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识，或者若按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识，则在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分；其中，子空间的个数与基准阵列的阵列的个数相同，子空间中包括的第二天线单元个数与基准阵列中的对应阵列中的第一天线单元个数相同。图5A为基于6x6基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5B为基于6x6基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5C为基于8x8基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5D为基于8x8基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5E为基于10x8基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5F为基于10x8基准阵列在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果，图5G为基于非矩形基准阵列在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分的结果。现以10x8基准阵列为例，如图2C和5E所示，图2C中10x8基准阵列是按照从第一列到最后一列，每列从下至上的顺序进行标识分配，对应的图5E中在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分，其中子空间的个数与基准阵列的阵列的个数相同，均为8，子空间中包括的第二天线单元个数与基准阵列中的对应阵列中的第一天线单元个数相同，均为10。

进一步地，按照第二天线单元所属的子空间位置，采用与第一天线单元相同的标识分配规则为第二天线单元分配所述单元标识。

具体地，若在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分，则采用与第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个子空间按照第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为第二天线单元分配单元标识；或者，按照从最后一个子空间至第一个子空间，每个子空间按照第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为第二天线单元分配单元标识；或者，若在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分，则采用与第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个子空间按照第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为第二天线单元分配单元标识；或者，按照从左至右的最后一个子空间至第一个子空间，每个子空间按照第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为第二天线单元分配单元标识。

S1033：将单元标识相同的第一天线单元和第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线。

具体地，将每个第一天线单元与具有相同单元标识的第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成最终阵列天线。其中，可以通过多次重复执行上述步骤，得到多个最终阵列天线，并且通过蚁群算法或者遗传算法等对上述得到的多个最终阵列天线进行优化，最后得到更优的阵列天线。

本实施例通过提供一种阵列天线布阵方法，其中包括根据第二天线单元在坐标平面上的位置，采用与第一天线单元相同的标识分配规则为第二天线单元分配单元标识，将单元标识相同的第一天线单元和第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线，从而形成的最终阵列天线具有更大的布阵自由度，通过遗产算法或蚁群算法对多个最终天线单元进行优化，因而可以获得更低的旁瓣电平，另外，形成的最终阵列天线包括的天线单元间距大于等于第一天线单元之间的间距，从而降低了天线单元之间的互耦性，进而提高了阵列天线布阵所在系统的抗干扰性能。

图6为本发明一实施例提供的阵列天线布阵装置的结构示意图，本实施例可适用于通信等技术领域，其中该阵列天线布阵装置可以为计算机等智能设备，其中该装置包括：生成单元601，叠加单元602。其中生成单元601用于，在坐标平面上生成基准阵列，该基准阵列中包括多个阵列，其中阵列为基准阵列的列，多个阵列等间距排列，每个阵列包括多个第一天线单元，每个阵列中的第一天线单元等间距排列，生成单元601还用于，在坐标平面中随机生成扰动阵列，扰动阵列中包括的第二天线单元个数与基准阵列中包括的第一天线单元个数相等，第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零；叠加单元602，将基准阵列中的第一天线单元与扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线。

进一步地，该叠加单元602具体用于，根据第一天线单元在坐标平面上的位置，为第一天线单元分配单元标识；根据第二天线单元在坐标平面上的位置，采用与第一天线单元相同的标识分配规则为第二天线单元分配单元标识；将单元标识相同的第一天线单元和第二天线单元进行叠加，在坐标平面中得到最终阵列天线。其中将第一天线单元和第二天线单元叠加具体为：将每个第一天线单元与具有相同单元标识的第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成最终阵列天线。

更进一步地，叠加单元602具体用于：按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识；或者，按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识。另外，在坐标平面的横向或者纵向上对坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个子空间中包括多个第二天线单元；按照第二天线单元在所属的子空间中的位置，采用与第一天线单元相同的标识分配规则为第二天线单元分配单元标识。

可选地，若在基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识，或者若按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为第一天线单元分配单元标识，则在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分；其中子空间的个数与基准阵列的行数相同，每个子空间中包括的第二天线单元个数与基准阵列中的对应行包括的第一天线单元个数相同；或者，若在基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配所述单元标识，或者若按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为第一天线单元分配单元标识，则在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分；子空间的个数与基准阵列的阵列的个数相同，子空间中包括的第二天线单元个数与基准阵列中的对应阵列中的第一天线单元个数相同。

进一步地，若在坐标平面的纵向上对坐标平面进行稀布空间划分，则采用与第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个子空间按照第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为第二天线单元分配所述单元标识；或者，按照从最后一个子空间至第一个子空间，每个子空间按照第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为第二天线单元分配所述单元标识；或者，若在坐标平面的横向上对坐标平面进行稀布空间划分，则采用与第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个子空间按照第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配单元标识；或者，按照从左至右的最后一个子空间至第一个子空间，每个子空间按照第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为第二天线单元分配单元标识。

本实施例的阵列天线布阵装置，可以用于执行阵列天线布阵方法的实施技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图7为本发明一实施例提供的阵列天线的示意图，该阵列天线可应用于基站、雷达等设备上，其中该阵列天线在坐标平面上由多个天线单元组成，多个天线单元之间为非均匀排布，多个天线单元沿着横向或者纵向组成至少两个组；若沿着横向组成至少两个组，则每个组之间在横向方向上相互平行，并且按照横向方向排列；若被沿着纵向组成至少两个组，则每个组之间在纵向方向上相互平行，并且按照纵向方向排列；组之间的间距大于等于0.5个工作波长，每个组中包括的多个天线单元的间距大于等于0.5个工作波长，如图7所示，多个天线单元是按照横向方向划分的，每个组之间在横向方向上相互平行，其中组之间的间距dx大于等于0.5个工作波长，每个组中包括的多个天线单元的间距dy也是大于等于0.5个工作波长。

本实施例的阵列天线是通过执行阵列天线布阵方法的实施技术方案获得的，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种阵列天线布阵方法，其特征在于，包括：

在坐标平面上生成基准阵列，所述基准阵列的每一列为一个阵列，所述阵列之间等间距排列，每个所述阵列包括多个第一天线单元，每个所述阵列中的第一天线单元等间距排列；

在所述坐标平面中随机生成扰动阵列，所述扰动阵列中包括的第二天线单元个数与所述基准阵列中包括的所述第一天线单元个数相等，所述第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零；

将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线，具体包括：

根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识；

根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识；

将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线，具体包括：

将每个所述第一天线单元与具有相同所述单元标识的所述第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成所述最终阵列天线。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识，具体包括：

按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识，具体包括：

在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个所述子空间中包括多个所述第二天线单元；

按照所述第二天线单元在所属子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分，得到多个子空间，具体包括：

若在所述基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分；

所述子空间的个数与所述基准阵列的行数相同，每个所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应行包括的所述第一天线单元个数相同；或者，

若在所述基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行稀布空间划分；

所述子空间的个数与所述基准阵列的所述阵列的个数相同，所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应阵列中的所述第一天线单元个数相同。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按照所述第二天线单元在所属子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识，具体包括：

若在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

若在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从左至右的所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识。

8.一种阵列天线布阵装置，其特征在于，包括：

生成单元，在坐标平面上生成基准阵列，所述基准阵列的每一列为一个阵列，所述阵列之间等间距排列，每个所述阵列包括多个第一天线单元，每个所述阵列中的第一天线单元等间距排列；

所述生成单元还用于，在所述坐标平面中随机生成扰动阵列，所述扰动阵列中包括的第二天线单元个数与所述基准阵列中包括的所述第一天线单元个数相等，所述第二天线单元的横坐标和纵坐标都大于等于零；

叠加单元，将所述基准阵列中的第一天线单元与所述扰动阵列中的第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到最终阵列天线。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述叠加单元具体用于，根据所述第一天线单元在所述坐标平面上的位置，为所述第一天线单元分配单元标识；

根据所述第二天线单元在所述坐标平面上的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识；

将单元标识相同的所述第一天线单元和所述第二天线单元进行叠加，在所述坐标平面中得到所述最终阵列天线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述叠加单元具体用于，将每个所述第一天线单元与具有相同所述单元标识的所述第二天线单元进行坐标相加，得到的多个最终天线单元构成所述最终阵列天线。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述叠加单元具体用于：

按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述叠加单元具体用于：

在所述坐标平面的横向或者纵向上对所述坐标平面进行稀布空间划分得到多个子空间，每个所述子空间中包括多个所述第二天线单元；

按照所述第二天线单元在所属的子空间中的位置，采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则为所述第二天线单元分配所述单元标识。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述叠加模块具体用于：

若在所述基准阵列中按照从第一行至最后一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一行至第一行，每行从左至右/从右至左的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分；

所述子空间的个数与所述基准阵列的行数相同，每个所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应行包括的所述第一天线单元个数相同；或者，

若在所述基准阵列中按照从第一列至最后一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，或者若所述按照从最后一列至第一列，每列从上至下/从下至上的顺序为所述第一天线单元分配所述单元标识，则在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行稀布空间划分；

所述子空间的个数与所述基准阵列的所述阵列的个数相同，所述子空间中包括的所述第二天线单元个数与所述基准阵列中的对应阵列中的所述第一天线单元个数相同。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述叠加模块具体用于：

若在所述坐标平面的纵向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从上至下的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元的位置从左至右/从右至左的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

若在所述坐标平面的横向上对所述坐标平面进行所述稀布空间划分，则采用与所述第一天线单元相同的标识分配规则，按照从左至右的第一个子空间至最后一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识；或者，

按照从左至右的所述最后一个子空间至所述第一个子空间，每个所述子空间按照所述第二天线单元从上至下/从下至上的顺序为所述第二天线单元分配所述单元标识。