CN106549235A - 一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备 - Google Patents

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CN106549235A CN201610921624.6A CN201610921624A CN106549235A CN 106549235 A CN106549235 A CN 106549235A CN 201610921624 A CN201610921624 A CN 201610921624A CN 106549235 A CN106549235 A CN 106549235A
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Abstract

本发明公开了一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备，所述方法包括：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。本发明提供的上述方法，解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。

Description

一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备。
背景技术
副瓣电平是相控阵列天线的一个十分重要的指标，在很大程度上，它决定了天线的抗干扰与抗杂波等战术指标。天线副瓣电平的理论值由天线孔径的照射函数决定。实现相控阵列天线低副瓣的加权算法有幅度加权、密度加权、相位加权，也可以采用它们的混合加权方法；为获得所需的天线副瓣电平，阵列中各天线单元的激励电流的幅度应按照一定的照射函数(如汉明分布，泰勒分布)进行变化，该方法称为幅度加权法。对于有源相控阵列天线，由于每个天线阵元接收到的信号，先经过发射/接收组件(T/R组件)中的低噪声放大器后，才经过衰减器进行衰减，由此带来的接收天线增益的损失很小，因此容易实现幅度加权。
由于制造和安装公差等原因，各天线单元之间信号的幅度与相位存在一定的不一致性，而且这种不一致性会随着相控阵列天线的指向和信号频率的变化而变化；直接根据一定的照射函数进行幅度加权，天线方向图的性能参数无法满足需求，如副瓣电平太高、指向偏差、以及差波束零深往往达不到期望值等，在一定程度上影响了天线的抗干扰和单脉冲测角精度等战术指标。
相控阵列天线在灌封之后，基本无法做任何调整和修改，一般只能通过调整T/R组件的衰减值和移相值来最大限度的优化天线方向图的性能参数。但是，通过人工方式逐个频点、角度的调整T/R组件的衰减值和移相值是十分麻烦和耗时；因此，利用相控阵列天线的天线方向图和T/R不同衰减和移相的实测值，通过计算机仿真的方式寻找最优的幅度加权值，进而达到优化方向图性能参数如副瓣电平、指向、差波束零深以及波束宽度等的目的，将大幅提高效率和节约大量人力成本。
天线最优化问题中的目标函数或者约束条件大多是多参数、非线性、不可微、甚至不连续，基于梯度的寻优技术的传统数值优化方法无法有效地求解该类问题。而启发式的优化方法，如遗传算法，通常比较复杂，收敛速度慢。进一步，由于T/R组件衰减器精度误差、相控阵天线阵元之间的差异以及外部信号干扰等因素引起的天线和差方向图性能参数不满足实际需求。所以，现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备，用于解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。
本发明实施例一方面提供了一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
可选的，所述确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数，具体为：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
可选的，所述调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
本发明实施例另一方面提供一种电子设备，包括：
存储单元，用于存储至少一个程序模块；
至少一个处理器，所述至少一个处理器通过获得并运行所述至少一个程序模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
本发明实施例另一方面提供一种电子设备，包括：
第一确定单元，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
第二确定单元，用于确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
第一调整单元，用于调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
第三确定单元，用于基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向的技术手段。这样，在进行相控阵列天线方向图性能参数优化时，通过将天线单个阵元的方向图和T/R组件的各个衰减对应的增益结合在一起，直接合成和差方向图，将相控阵列天线的和差方向图的各性能参数形成一个目标函数；调整T/R组件的衰减值，根据目标函数的变化值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，优化方向图的各性能参数。所以，能有效解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题，实现大幅缩减天线暗室测试和修正幅度加权码的时间，在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数，具有可观的经济效益。
2、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值的技术手段。这样，可以根据不同方向图的类型来确定目标函数变化值，进而获得最优的天线方向图的性能参数，实现天线方向图的性能参数自适应优化的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术方案中的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请实施例一中一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法的流程图；
图2为本实施例一中相控阵列天线方向图性能参数优化方法收敛性示意图；
图3为本实施例一中泰勒分布加权算法天线和差方向图和本实施例中的方法天线和差方向图对比示意图；
图4为本申请实施例二中一种电子设备的结构图；
图5为本申请实施例三中一种电子设备的结构图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法及电子设备，用于解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，总体思路如下：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向的技术手段。这样，在进行相控阵列天线方向图性能参数优化时，通过将天线单个阵元的方向图和T/R组件的各个衰减对应的增益结合在一起，直接合成和差方向图，将相控阵列天线的和差方向图的各性能参数形成一个目标函数；调整T/R组件的衰减值，根据目标函数的变化值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，优化方向图的各性能参数。所以，能有效解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题，实现大幅缩减天线暗室测试和修正幅度加权码的时间，在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数，具有可观的经济效益。
下面结合附图对本申请实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
实施例一
请参考图1，本发明实施例提供一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：
S101：确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
S102：确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
S103：调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
S104：基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
其中，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
其中，所述确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数，具体为：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
具体的，在本实施例中，为了解决由于T/R组件衰减器精度误差、相控阵天线阵元之间的差异以及外部信号干扰等因素引起的和差方向图性能参数不满足实际需求这一技术问题。在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数。
首先，在本实施例中，相控阵列天线是由N个间距等间距为d的阵元组成的线阵，波束指向为θ时，其理想和波束方向图为(1)式所示，
其中，ak表示各阵元幅度加权系数，φk为各阵元馈相值；
当N为偶数时，差波束方向图可以表示为(2)式，
在本实施例中，将天线和差方向图的各性能参数赋予预设的权重，在具体实施过程中，各性能参数赋予预设的权重可由实际需要确定，在此，本申请不做限制。然后，将各性能参数与对应权重的乘积加权串联在一起，形成一个目标函数；通过顺序的增加和减小每个T/R组件的衰减值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，类似传统的基于梯度寻优的方法。当各阵元馈相值φk固定时，和差方向图的各种性能参数，如副瓣电平，差波束零深，可以表示成各阵元振幅激励增益ak的函数，例如，副瓣电平(Sidelobe,SLL)表示为其中差波束零深(Null depth)表示为其中若只是同时考虑副瓣电平和差波束零深两个参数，则目标函数可以表示为(3)式：
其中，c1和c2为常数。由于希望副瓣电平越小越好，差波束零深越深越好，因此，c1和c2大于零。通过寻找目标函数取最小值时的幅度加权矢量即可得到最优的幅度加权值。由于很难得到副瓣电平和差波束零深关于矢量的明确表达式，不能通过对(3)式关于求导来获得目标函数的最速下降方向。为解决上述问题，本实施例中的相控阵列天线方向图性能参数优化方法进行如下步骤：
第一步：根据特定分布函数，确定初始的加权矢量并将其单位转化为分贝，可对应获得例如：对于十阵元相控阵线阵，利用泰勒分布进行-30dB加权，则 根据和获得对应的T/R衰减值，合成和差方向图，计算当前目标函数值；
第二步：依次增加和减少每个T/R的衰减值，得到相应的和合成方向图，计算相应的目标函数值；
第三步：根据第二步骤中获得的目标函数值，确定目标函数最速下降的迭代方向，得到新的加权矢量，和
第四步：重复步骤(2)和(3)，直到算法收敛。
下面通过一个完整的例子来对本实施例中的相控阵列天线方向图性能参数优化方法进行详细说明：
设T/R组件的接收最小衰减单位为c，单位为分贝(dB)；当前幅度加权矢量为
算法开始，M＝M0(M0＝2q,q为自然数)，当前遍历的最小幅度单位为Mc；
步骤1：初始化迭代次数k＝0；
步骤2：将加权矢量带入(1)式和(2)式，合成和差方向图，求得需要考虑的方向图参数，如本实施例中考虑的副瓣电平、差波束零深等；
步骤3：将求得的参数值带入目标函数，获得当前加权矢量
对应的目标函数值Gk；
步骤4：将当前幅度加权矢量为的单位转化为分贝，表示为
步骤5：依此将增加Mc，即若
说明该值有效，求得对应的加权矢量将作为加权矢量，重复步骤2和步骤3，获得相应目标函数值(其中j＝0,1,…N-1,M为正整数)；若由于相对衰减的权重最大值为0dB，说明该组加权矢量无意义，直接令其中P表示一个很大的常数；依此将减小Mc,即求得对应的加权矢量将作为加权矢量，重复步骤2和步骤3，获得相应目标函数值(其中j＝0,1,…N-1,M为正整数)；
步骤5中获得2N组新的加权矢量，对应2N个目标函数值设其最小值为其对应的加权矢量 即是目标函数的最速下降方向，即是下一次迭代的加权矢量，即为对应的目标函数值
步骤6：判断是否需要继续迭代；
若(Gk-Gk+1)/|Gk|>η(η为很小的正数)，更新迭代次数，即k＝k+1，重复步骤3至步骤6；
若(Gk-Gk+1)/|Gk|≤η(η为很小的正数)，说明当前尺度下算法已经收敛，终止当前迭代，当前尺度下最优加权矢量即为对应目标函数值为Gk；若M＝1，说明已经达到最小尺度，终止迭代，算法结束；若M>1，将当前尺度缩小一半，即M＝M/2，重复步骤步骤3至步骤6。
通过上述方式，在进行相控阵列天线方向图性能参数优化时，通过将天线单个阵元的方向图和T/R组件的各个衰减对应的增益结合在一起，直接合成和差方向图，将相控阵列天线的和差方向图的各性能参数形成一个目标函数；调整T/R组件的衰减值，根据目标函数的变化值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，优化方向图的各性能参数。所以，能有效解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题，实现大幅缩减天线暗室测试和修正幅度加权码的时间，在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数，具有可观的经济效益。
在本实施例中，对于指向偏差，初始时可以根据理论补偿值控制T/R组件的移相器，若存在指向偏差，可以在每次幅度迭代之后，调整相应的理论值即可实现指向校正。
在本实施例中，为了根据自适应地进行性能参数的优化，所述调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
其中，在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
具体的，在本实施例中，对于相对理想的阵元方向图，比如：暗室测试的阵元方向图，本实施例中的优化方法可以利用单一尺度(即M＝M0＝1)寻找最优加权幅度。对于外界实测阵元方向图，可能包含很大的噪声，为了加快本实施例中优化方法的收敛速度，可以考虑多尺度方式(即M＝M0>1)，先通过大尺度快速寻找最优加权幅度附近的解，然后，逐渐缩小尺度，最终，寻找到最优加权值。通过这样的方式，可以根据不同方向图的类型来确定目标函数变化值，进而获得最优的天线方向图的性能参数，实现天线方向图的性能参数自适应优化的技术效果。
并且，采用本实施例中的相控阵列天线方向图性能参数优化方法，收敛速度较快，图2为本实施例中相控阵列天线方向图性能参数优化方法收敛性示意图，由图2可知，在单一尺度下，目标函数随着迭代次数的变化，在单一尺度下，跌倒10至15次即可收敛；说明了本实施例中的相控阵列天线方向图性能参数优化方法收敛速度快。进一步，图3为泰勒分布加权算法天线和差方向图和本实施例中的方法天线和差方向图对比示意图，图3表明：和泰勒分布加权算法相比，本实施例中的方法，将副瓣电平下降接近3dB，将零深加深12dB；说明了本实施例中方法的有效性。
实施例二
请参考图4，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：
存储单元401，用于存储至少一个程序模块；
至少一个处理器402，所述至少一个处理器通过获得并运行所述至少一个程序模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
实施例三
请参考图5，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：
第一确定单元501，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
第二确定单元502，用于确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
第一调整单元503，用于调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
第三确定单元504，用于基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
可选的，所述第二确定单元具体包括：
第一确定模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
第一构造模块，用于基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
可选的，所述第一调整单元具体包括：
第二确定模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的类型；
第一获取模块，用于基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述第一获取模块具体包括：
第一获取子模块，用于在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述第一获取模块具体包括：
第二获取子模块，用于在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
通过本申请实施例中的一个或多个技术方案，可以实现如下一个或多个技术效果：
1、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向的技术手段。这样，在进行相控阵列天线方向图性能参数优化时，通过将天线单个阵元的方向图和T/R组件的各个衰减对应的增益结合在一起，直接合成和差方向图，将相控阵列天线的和差方向图的各性能参数形成一个目标函数；调整T/R组件的衰减值，根据目标函数的变化值，来寻找最优的幅度加权迭代方向，优化方向图的各性能参数。所以，能有效解决现有技术中存在有源相控阵阵列天线的方向图性能参数不满足实际需求的技术问题，实现大幅缩减天线暗室测试和修正幅度加权码的时间，在不增加或者改变任何硬件的前提下，只是利用优化加权算法来改善方向图性能参数，具有可观的经济效益。
2、由于在本申请实施例中的技术方案中，采用了确定所述相控阵列天线方向图的类型；基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值的技术手段。这样，可以根据不同方向图的类型来确定目标函数变化值，进而获得最优的天线方向图的性能参数，实现天线方向图的性能参数自适应优化的技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
具体来讲，本申请实施例中的优化对应的计算机程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与优化对应的计算机程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
可选的，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
可选的，所述存储介质中存储的与步骤：确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
可选的，所述存储介质中存储的与步骤：调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述存储介质中存储的与步骤：基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
可选的，所述存储介质中存储的与步骤：基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值对应的计算机程序指令在被执行时，具体包括如下步骤：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种相控阵列天线方向图性能参数优化方法，包括：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数，具体为：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
4.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
5.如权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
6.如权利要求4所述的优化方法，其特征在于，所述基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值，具体包括：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
7.一种电子设备，包括：
存储单元，用于存储至少一个程序模块；
至少一个处理器，所述至少一个处理器通过获得并运行所述至少一个程序模块，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
8.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述性能参数具体包括：所述相控阵列天线的副瓣电平、差波束零深、波束宽度中的任一一种或多种组合。
9.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的性能参数的预设权重；
基于所述相控阵列天线方向图的性能参数与所述预设权重，构造目标函数；其中，所述目标函数为所述相控阵列天线方向图的每个性能参数与其对应的预设权重的乘积的加权和。
10.如权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器还用于：
确定所述相控阵列天线方向图的类型；
基于所述类型，调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
11.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为理想的阵元方向图时，通过单一尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
12.如权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述至少一个处理器还用于：
在所述相控阵列天线方向图的类型为外界实测阵元方向图时，通过多尺度方式调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值。
13.一种电子设备，包括：
第一确定单元，用于确定所述相控阵列天线方向图的性能参数；
第二确定单元，用于确定与所述相控阵列天线方向图的性能参数对应的目标函数；
第一调整单元，用于调整所述相控阵列天线T/R组件的衰减值，获得与之对应的所述目标函数的变化值；
第三确定单元，用于基于所述目标函数的变化值，确定最优的幅度加权迭代方向。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108680893A (zh) * 2018-04-03 2018-10-19 上海微小卫星工程中心 一种直角坐标系下天线发射方向图设定方法
CN111191302A (zh) * 2020-02-20 2020-05-22 南通先进通信技术研究院有限公司 一种相控阵天线波束赋形设计系统
CN112926261A (zh) * 2021-02-08 2021-06-08 北京理工大学 一种相控阵列天线副瓣快速计算方法及降副瓣方法
CN113076670A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 贵州航天电子科技有限公司 一种多物理场耦合的相控阵制导微系统协同优化方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102122765A (zh) * 2010-12-21 2011-07-13 西安海天天线科技股份有限公司 直线阵列天线方向图的优化方法
US8140024B2 (en) * 2009-06-29 2012-03-20 Nec Laboratories America, Inc. Fast convergence to optimal beam patterns
CN103020363A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 哈尔滨工程大学 一种通过改善阵列波束方向图旁瓣特性设计天线的方法
CN103493289A (zh) * 2011-01-28 2014-01-01 凯瑟雷恩工厂两合公司 天线阵列和用于合成天线方向图的方法
CN104899374A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 江苏科技大学 基于小波变异风驱动优化算法直线天线阵方向图综合方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8140024B2 (en) * 2009-06-29 2012-03-20 Nec Laboratories America, Inc. Fast convergence to optimal beam patterns
CN102122765A (zh) * 2010-12-21 2011-07-13 西安海天天线科技股份有限公司 直线阵列天线方向图的优化方法
CN103493289A (zh) * 2011-01-28 2014-01-01 凯瑟雷恩工厂两合公司 天线阵列和用于合成天线方向图的方法
CN103020363A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 哈尔滨工程大学 一种通过改善阵列波束方向图旁瓣特性设计天线的方法
CN104899374A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 江苏科技大学 基于小波变异风驱动优化算法直线天线阵方向图综合方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108680893A (zh) * 2018-04-03 2018-10-19 上海微小卫星工程中心 一种直角坐标系下天线发射方向图设定方法
CN111191302A (zh) * 2020-02-20 2020-05-22 南通先进通信技术研究院有限公司 一种相控阵天线波束赋形设计系统
CN112926261A (zh) * 2021-02-08 2021-06-08 北京理工大学 一种相控阵列天线副瓣快速计算方法及降副瓣方法
CN112926261B (zh) * 2021-02-08 2022-12-02 北京理工大学 一种相控阵列天线副瓣快速计算方法及降副瓣方法
CN113076670A (zh) * 2021-03-26 2021-07-06 贵州航天电子科技有限公司 一种多物理场耦合的相控阵制导微系统协同优化方法

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