CN118073823A - 一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备，属于通信技术领域，其中，全息天线包括：波导结构、介质基板、辐射层、多个开关单元；介质基板包括相对设置的第一表面和第二表面；辐射层设置在第一表面，波导结构设置在第二表面；辐射层上设置有多个辐射单元；其中，辐射单元包括开口；开关单元与辐射单元对应设置，被配置为控制辐射单元对微波信号进行辐射；其中，全息天线还包括：计算模块、处理模块和控制模块。
Description
技术领域
本公开属于通信技术领域，具体涉及一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备。
背景技术
全息天线，可以把它看作是将人们用肉眼可以看到的可见光中的全息理论引入了微波领域，并在这一领域中具有代表性的实现类型。全息天线由于具有频率独立、低剖面、结构简单、易于共形、设计自由度高以及无需额外的馈电网络等良好的特点，得到了国内外研究者的广泛关注。天线的副瓣电平是衡量天线性能的一个重要参数，降低天线的副瓣电平可以使天线的指向更为精准，提高天线的抗干扰能力。但是，天线的副瓣电平往往较高，在实际加工过程中产生的误差可能使得副瓣电平进一步提高。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备。
第一方面，解决本公开技术问题所采用的技术方案是一种全息天线，其包括：波导结构、介质基板、辐射层、多个开关单元；所述介质基板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述辐射层设置在所述第一表面，所述波导结构设置在所述第二表面；所述辐射层上设置有多个辐射单元；其中，所述辐射单元包括开口；所述开关单元与所述辐射单元对应设置，被配置为控制所述辐射单元对微波信号进行辐射；其中，所述全息天线还包括：
计算模块，被配置为根据所述辐射单元的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各所述辐射单元的激励幅度值A1；根据所述辐射单元的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各所述辐射单元的激励幅度值A2；根据分别获取的所述激励幅度值A1和所述激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3；
处理模块，被配置为对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果；
控制模块，被配置为根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射。
在一些实施例中，所述辐射单元的开口形成互补电容电感谐振器结构。
在一些实施例中，在所述全息天线两端设置有探针，且分别为第一探针和第二探针；其中，所述第一探针被配置为馈电，所述第二探针被配置为连接负载。
在一些实施例中，所述辐射层包括微带线；所述开口沿所述微带线的延伸方向并排设置。
在一些实施例中，所述开关单元为PIN二极管、可变电抗二极管、液晶开关、MEMS开关中的任意一种。
在一些实施例中，所述辐射单元的数量为64个或96个。
在一些实施例中，所述辐射层包括金属网格结构。
第二方面，本公开实施例还提供了一种副瓣抑制方法，应用于全息天线中，所述全息天线包括：波导结构、介质基板、辐射层、多个开关单元；所述介质基板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述辐射层设置在所述第一表面，所述波导结构设置在所述第二表面；所述辐射层上设置有多个辐射单元；其中，所述辐射单元包括开口；所述开关单元与所述辐射单元对应设置，被配置为控制所述辐射单元对微波信号进行辐射；所述方法包括：
根据所述辐射单元的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各所述辐射单元的激励幅度值A1；
根据所述辐射单元的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各所述辐射单元的激励幅度值A2；
根据分别获取的所述激励幅度值A1和所述激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3；
对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果；
根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射。
在一些实施例中，所述辐射单元的开口形成互补电容电感谐振器结构。
在一些实施例中，所述对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果，以及所述根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射的步骤包括：
将最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，离散阈值为i，0＜i＜1；当最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3不小于i时，得到离散结果A记为1，当最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3小于i时，得到离散结果A记为0；
当离散结果A为1时，则控制开关单元呈开态；当离散结果A为0时，则控制开关单元呈关态。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，其包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中任一所述的副瓣抑制方法。
第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上述实施例中任一所述的副瓣抑制方法中的步骤。
附图说明
图1a为本公开实施例提供的一种全息天线的侧视图；
图1b为本公开实施例提供的一种全息天线的俯视图；
图2a为本公开实施例中一种辐射单元对应的辐射强度示意图；
图2b为对应于图2a的全息天线增益曲线图；
图3a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图；
图3b为对应于图3a的全息天线增益曲线图；
图4a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图；
图4b为对应于图4a的全息天线增益曲线图；
图5a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图；
图5b为对应于图5a的全息天线增益曲线图；
图6a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图；
图6b为对应于图6a的全息天线增益曲线图；
图7为本公开实施例的副瓣抑制方法的流程图；
图8为本公开实施例的一种电子设备的结构示意图。
其中附图标记为：10、波导结构；20、介质基板；30、辐射层；01、第一探针；02、第二探针；40、辐射单元；50、开关单元；101、处理器；102、存储器；103、I/O接口；104、总线。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中提及的“多个或者若干个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
发明人发现，随着现代通信技术的发展，人们对于天线性能的要求越来越严格，也越来越细致，经常会有需要天线实现低副瓣或超低副瓣辐射特性的要求出现，这同样对全息天线提出了低副瓣的挑战。
全息天线系统仅包括全息表面和馈源，结构十分简单；馈源一般采用喇叭天线、单极子天线或者缝隙天线，不需要复杂的馈电网络。但为了降低剖面，常常采用单极子天线或者缝隙天线作为馈源。全息表面主要由介质基板和周期分布的金属贴片阵列组成，加工简单，成本低廉。在全息表面的设计过程中，只要计算出目标场和参考场干涉后形成的干涉场表达式，并参照干涉场表达式设计出金属贴片的分布即可得到所要的全息表面，设计过程非常简单。若需要得到不同的目标波，只需将目标场表达式重新代入到上述过程即可，因此，全息天线在设计上具有简易性和灵活性。
鉴于此，本公开实施例提供了一种全息天线，其通过将全息原理与泰勒分布原理相结合，对每一个辐射单元的辐射强度进行优化，从而在不添加额外结构的前提下，实现对于全息天线的副瓣抑制。
下面结合附图对本公开实施例提供的全息天线进行具体说明。
第一方面，图1a为本公开实施例提供的一种全息天线的侧视图；图1b为本公开实施例提供的一种全息天线的俯视图，如图1a和图1b所示，其包括：波导结构10、介质基板20、辐射层30、多个开关单元50；介质基板20包括相对设置的第一表面和第二表面；辐射层30设置在第一表面，波导结构10设置在第二表面；辐射层30上设置有多个辐射单元40；其中，辐射单元40包括开口；开关单元50与辐射单元40对应设置，被配置为控制辐射单元40对微波信号进行辐射。
本公开实施例中全息天线具有全息结构，记录辐射波的幅度和相位，并在参考波的照射下，实现辐射波的重现。具体的，本公开实施例中的介质基板20的材料包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)以及聚合物低损耗介质材料。本公开实施例中辐射层30上波导结构10的波导腔内可以填充低损耗的聚合物材料，以实现慢波波导的效果。当然在波导腔内也可以为空气介质。本公开实施例中辐射单元40包括狭缝开口，且狭缝开口形成为互补电容电感谐振器结构，从而实现对天线性能的调控。当然，可以理解的是，本公开实施例中对于辐射单元40的开口形状不做限制，只要具有谐振功能即可。
在一些实施例中，辐射单元40的开口形成互补电容电感谐振器结构。
具体的，如图1b所示，本公开实施例中辐射单元40的开口形成互补电容电感谐振器结构，从而可以实现一维波束可扫描的全息天线。互补电容电感谐振器由环形槽和内金属贴片共同组成，且内金属贴片刻蚀有一对对称的T型槽，T型凹槽可以引发谐振效应。
在一些实施例中，在全息天线两端设置有探针，且分别为第一探针01和第二探针02；其中，第一探针01被配置为馈电，第二探针02被配置为连接负载。
具体的，在本公开实施例中，如图1a所示，全息天线的两端分别设置有第一探针01和第二探针02，第一探针01作为馈电端口用于馈电，第二探针02用于匹配负载，以吸收剩余能量。
在一些实施例中，辐射层30包括微带线；开口沿微带线的延伸方向并排设置。
具体的，在本公开实施例中，辐射层30包括微带线；其中，微带线设置在介质基板20上，且该微带线上具有沿其延伸方向并排设置的多个开口，也即辐射单元40具有多个开口，多个开口可以形成具有谐振功能的结构，例如电容电感谐振器结构。
需要说明的是，在本公开实施例中，辐射层30包括但不限于微带线。
在一些实施例中，开关单元50为PIN二极管、可变电抗二极管、液晶开关、MEMS开关中的任意一种。
具体的，如图1b所示，在本公开实施例中开关单元50以PIN二极管为例进行说明，辐射单元40的环形槽的两个短边之间各加载一个PIN二极管，PIN二极管可以采用刻蚀的方式形成在互补电容电感谐振器结构中。在本公开实施例中，通过控制给PIN二极管输入的偏置电压，从而改变PIN二极管的偏置状态，进而达到调控辐射单元40的目的，以控制辐射单元40对微波信号进行辐射。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为64个或96个。
需要说明的是，本公开实施例正对于辐射单元40的数量不做限制，为便于描述和理解，下面分别以辐射单元40的数量为64个和96个时为例进行具体说明。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为64个，全息天线的结构如图1a所示，全息天线长度为290mm，宽度为13.7mm，高度为6.85mm；全息天线以θ＝0°为例，图2a为本公开实施例中一种辐射单元对应的辐射强度示意图，如图2a所示，其中横坐标分别对应于64个辐射单元40，纵坐标对应为归一化处理后的辐射强度，曲线a表示为原始的辐射强度，曲线b表示为经过泰勒加权处理的辐射强度；图2b为对应于图2a的全息天线增益曲线图，如图2b所示，其中横坐标表示目标指向角度θ，纵坐标表示增益，曲线c表示为原始的增益曲线(InitialResult)，曲线d表示为经过泰勒加权处理的增益曲线(Taylor Weighting Results)。如图2a和图2b所示，全息天线原副瓣电平为-12.71dB，主瓣零点宽度为11.4°，在通过泰勒分布抑制副瓣后，副瓣电平为-19.51dB，主瓣零点宽度为13.3°，对应的主瓣增益也有所降低。综合看，在使用泰勒分布后，对全息天线的副瓣具有显著的抑制作用，主瓣宽度虽然有所拓宽，但全息天线总体仍然具有良好的天线性能。在本公开实施例中，全息天线的波束指向精准，副瓣辐射强度低，具有较好的天线性能，且天线剖面低，结构简单，可以满足实际应用的需要。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为64个，全息天线的结构如图1a所示，全息天线长度为290mm，宽度为13.7mm，高度为6.85mm；全息天线以θ＝0°为例，图3a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图，如图3a所示，其中横坐标分别对应于64个辐射单元40，纵坐标对应为归一化处理后的辐射强度，曲线a表示为原始的辐射强度，曲线b表示为经过泰勒加权处理的辐射强度；图3b为对应于图3a的全息天线增益曲线图，如图3b所示，其中横坐标表示目标指向角度θ，纵坐标表示增益，曲线c表示为原始的增益曲线(Initial Result)，曲线d表示为经过泰勒加权处理的增益曲线(Taylor WeightingResults)。如图3a和图3b所示，本公开实施例相较图2a和图2b所对应的实施例相比，对辐射单元40的辐射强度进行了调整，全息天线两端的辐射强度更多，而其他部分没有改变，可以看出，全息天线辐射的角度指向精确，全息天线原副瓣电平为-26.6dB，在通过泰勒分布抑制副瓣后，副瓣电平为-30dB，但是主瓣宽度进一步增大，为17.4°，这是因为靠近全息天线两侧的辐射单元40的辐射强度相对于原本强度低很多，这会导致主瓣增益有较大的损失。在本公开实施例中，全息天线波束指向精准，副瓣辐射强度低，主瓣宽度较大，主瓣增益下降比较明显，但总体来看全息天线剖面低，结构简单，仍然具有良好的天线性能，可以满足实际应用的需要。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为96个，全息天线的结构如图1a所示，全息天线长度可对应增长；全息天线以θ＝0°为例，图4a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图，如图4a所示，其中横坐标分别对应于96个辐射单元40，纵坐标对应为归一化处理后的辐射强度，曲线a表示为原始的辐射强度，曲线b表示为经过泰勒加权处理的辐射强度；图4b为对应于图4a的全息天线增益曲线图，如图4b所示，其中横坐标表示目标指向角度θ，纵坐标表示增益，曲线c表示为原始的增益曲线(Initial Result)，曲线d表示为经过泰勒加权处理的增益曲线(Taylor Weighting Results)。如图4a和图4b所示，本公开实施例相较图2a和图2b所对应的实施例相比，对辐射单元40的数量进行了调整，而其他部分没有改变，可以看出，全息天线原副瓣电平为-12.67dB，在通过泰勒分布抑制副瓣后，副瓣电平为-19.36dB。在本公开实施例中，对于不同辐射单元40数量的全息天线，在经过泰勒分布的处理后，仍然可以很好的抑制全息天线的副瓣电平，从而使得全息天线获得更好的性能，可以满足实际应用的需要。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为64个，全息天线的结构如图1a所示，全息天线长度为290mm，宽度为13.7mm，高度为6.85mm；全息天线以θ＝30°为例，图5a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图，如图5a所示，其中横坐标分别对应于64个辐射单元40，纵坐标对应为归一化处理后的辐射强度，曲线a表示为原始的辐射强度，曲线b表示为经过泰勒加权处理的辐射强度；图5b为对应于图5a的全息天线增益曲线图，如图5b所示，其中横坐标表示目标指向角度θ，纵坐标表示增益，曲线c表示为原始的增益曲线(Initial Result)，曲线d表示为经过泰勒加权处理的增益曲线(Taylor WeightingResults)。如图5a和图5b所示，本公开实施例相较图2a和图2b所对应的实施例相比，通过修改不同辐射单元40的辐射强度，使全息天线的目标指向角度为θ＝30°，可以看出，全息天线辐射的角度指向精确，通过使用泰勒分布，使得全息天线的副瓣电平从-11.59dB降低为-17.61dB，具有良好的天线性能。在本公开实施例中，对于不同角度波束指向的全息天线，使用泰勒分布同样能够起到良好的副瓣抑制效果，使得全息天线可以满足实际应用的需要。
在一些实施例中，辐射单元40的数量为64个，全息天线的结构如图1a所示，全息天线长度为290mm，宽度为13.7mm，高度为6.85mm；全息天线以θ＝0°为例，图6a为本公开实施例中另一种辐射单元对应的辐射强度示意图，如图6a所示，其中横坐标分别对应于64个辐射单元40，纵坐标对应为归一化处理后的辐射强度，曲线a表示为原始的辐射强度，曲线b表示为经过泰勒加权处理的辐射强度；图6b为对应于图6a的全息天线增益曲线图，如图6b所示，其中横坐标表示目标指向角度θ，纵坐标表示增益，曲线c表示为原始的增益曲线(Initial Result)，曲线d表示为经过泰勒加权处理的增益曲线(Taylor WeightingResults)。如图6a和图6b所示，本公开实施例相较图2a和图2b所对应的实施例相比，将全息天线的辐射强度调整设定为几个固定的强度。这是因为在实际应用中，很难对全息天线的辐射单元40的辐射强度做出如此精确的调整，因此，将全息天线的辐射强度设定为几个固定值可以降低全息天线的复杂度。可以看出，全息天线辐射的角度指向精确，通过使用泰勒分布，使得天线的副瓣电平从-12.19dB降低为-17.87dB，具有良好的天线性能。如图6a和图6b所示，辐射单元40的辐射强度被分为固定的几个档位，从而降低了全息天线设计和使用的复杂度，同时几乎没有对全息天线的性能产生影响。
在一些实施例中，辐射层30包括金属网格结构。
具体的，在本公开实施例中，无论全息天线采用上述实施例中哪一种结构，其中的辐射层30均可以为金属网格结构。金属网格结构可以形成在柔性基材上，之后通过粘合层与介质基板20相贴合。柔性基材的材料包括但不限于PET或者聚酰亚胺(PI)、环烯烃聚合物塑料(Copolymers of Cycloolefin，COP)等。粘合层的材料包括但不限于透明光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)。
第二方面，本公开实施例还提供了一种副瓣抑制方法，应用于全息天线中，全息天线可以是本公开中所提到的任意一种天线结构，例如可以是如图1a和图1b所示的天线结构，其包括：波导结构10、介质基板20、辐射层30、多个开关单元50；介质基板20包括相对设置的第一表面和第二表面；辐射层30设置在第一表面，波导结构10设置在第二表面；辐射层30上设置有多个辐射单元40；其中，辐射单元40包括开口；开关单元50与辐射单元40对应设置，被配置为控制辐射单元40对微波信号进行辐射；需要说明的是，辐射单元40的开口可以形成为互补电容电感谐振器结构。图7为本公开实施例的副瓣抑制方法的流程图，如图7所示，该方法包括步骤S10-1～S10-3、S20和S30，具体如下：
S10-1、根据辐射单元40的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各辐射单元40的激励幅度值A1。
在步骤S10-1中，全息天线的微带线上的辐射单元40的位置信息可以预先存储；仿真频率可以为26GHz，也可以是24GHz～28GHz中的任一频点；目标指向角度可以为0°、30°等，也可以选取其他角度。之后，基于全息原理并根据幅度采样函数，获取各辐射单元40的激励幅度值A1。
在一些示例中，在步骤S10-1之前还包括获取幅度采样函数的步骤，该步骤具体可以包括S01～S02：
S01、通过参考波和目标波进行干涉，得到干涉波。
在步骤S01中可以通过利用参考波的共轭与目标波相乘获得干涉波。
需要说明的是，全息原理如下：通过参考波和目标波进行干涉，得到干涉图案。其中，目标波：参考波：/>其中，kf为目标波波矢量；ks为参考波波矢量；干涉图案信息(干涉波)表示如下：
T∝|ψobj+ψref|2
其中，ψobj|ψref|2为目标波的重要干涉图案信息，由公式可知，因此当参考波与干涉图案作用时，则可以得到具有特定波束角度(水平方向角度θ0；波束指向角度φ0)。
S02、根据预设算法对干涉波进行运算，得到幅度采样函数。
以一维天线为例，步骤S02具体可以通过对干涉波的e指数函数进行欧拉公式展开取实部即余弦函数，为了保证幅度采样一直为正，添加幅度因子如Xi和Mi,，此时，幅度采样函数可以如下：
αm，i(ω)＝Xi+Micos(βxi+kxisinφ0)
Xi和Mi分别为幅度常数，Xi≥Mi，β为参考波传播常数，k为目标传播常数，设定目标指向角度为φ0，xi为狭缝开口位置。
S10-2、根据辐射单元40的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各辐射单元40的激励幅度值A2。
具体的，在该步骤中，辐射单元40的数量可以选择为64个或96个，当然也可以是其他数值，目标副瓣电平可以设置为-20db，主瓣附近电平相等的副瓣数量可以根据实际需要进行设置，优选的，可以将主瓣附近电平相等的副瓣数量设置为5，从而更好的实现天线性能，在经过泰勒分布对各个辐射单元40的激励幅度值进行处理后，可以获取各辐射单元40的激励幅度值A2。
S10-3、根据分别获取的激励幅度值A1和激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各辐射单元40的激励幅度值A3。
具体的，在该步骤中，预设算法为相乘，即将经过全息分布处理得到的各个辐射单元40的激励幅度值A1和经过泰勒分布处理得到的各个辐射单元40的激励幅度值A2相乘，从而获取最终的各辐射单元40的激励幅度值A3
S20、对最终的各辐射单元40的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果。
在一些示例中，步骤S20可以包括对最终的各辐射单元40的激励幅度值A3进行离散化处理，离散阈值为i，0＜i＜1；当最终的各辐射单元40的激励幅度值A3不小于i时，得到离散结果A记为1，当最终的各辐射单元40的激励幅度值A3小于i时，得到离散结果A记为0；
例如：i＝0.5，辐射单元40的数量为64个，在步骤S10-3中获取得到的最终的辐射单元40的激励幅度值A3为0.79，此时最终的辐射单元40的激励幅度值A3的离散结果A记作1，按照同样的方法则得到最终的64个辐射单元40的激励幅度值A3的离散结果A。
需要说明的是，离散阈值i的大小是需要调整的，根据不同离散阈值i得到的毫米波全息天线通过电磁软件仿真得到毫米波全息天线仿真图；将毫米波全息天线仿真图与全息天线的幅度加权理论仿真图进行比对，找到所需的离散阈值i。如此，当毫米波全息天线仿真图与全息天线的幅度加权理论仿真图最为接近时，将毫米波全息天线仿真图对应的离散阈值i作为所需的离散阈值i。
S30、根据离散结果，对开关单元50进行控制，以控制辐射单元40对微波信号进行辐射。
具体的，当在步骤S20中对最终的各辐射单元40的激励幅度值A3进行离散处理，离散结果A记作0或1时，在步骤S30中，根据离散结果，对开关单元50进行控制，以控制辐射单元40对微波信号进行辐射的辐射状态。
在一些实施例中，本公开实施例的全息天线可以包括上述全息天线中的结构，还包括计算模块、处理模块和控制模块。本公开实施例中计算模块被配置为根据辐射单元40的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各辐射单元40的激励幅度值A1；根据辐射单元40的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各辐射单元40的激励幅度值A2；根据分别获取的激励幅度值A1和激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各辐射单元40的激励幅度值A3；处理模块被配置为对最终的各辐射单元40的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果；控制模块被配置为根据离散结果，对开关单元50进行控制，以控制辐射单元40对微波信号进行辐射。
需要说明的是，本公开实施中的计算模块可用于执行上述副瓣抑制方法中的步骤S10-1～S10-3；处理模块可用于执行上述副瓣抑制方法中的步骤S20；控制模块可用于执行上述副瓣抑制方法中的步骤S30。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，图8为本公开实施例的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备包括：一个或多个处理器101、存储器102、一个或多个I/O接口103。存储器102上存储有一个或多个程序，当该一个或多个程序被该一个或多个处理器执行，使得该一个或多个处理器实现如上述实施例中任一的副瓣抑制方法。一个或多个I/O接口103连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
其中，处理器101为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器(CPU)等；存储器102为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器(RAM，更具体如SDRAM、DDR等)、只读存储器(ROM)、带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(FLASH)；I/O接口(读写接口)103连接在处理器101与存储器102间，能实现处理器101与存储器102的信息交互，其包括但不限于数据总线(Bus)等。
在一些实施例中，处理器101、存储器102和I/O接口103通过总线104相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。
在一些实施例中，该一个或多个处理器101包括现场可编程门阵列FPGA。
第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现如上述实施例中任一的副瓣抑制方法中的步骤。
特别地，根据本公开实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在机器可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本公开的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的电路或子电路可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的电路或子电路也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器，包括：接收电路和处理电路，该处理模块包括写入子电路和读取子电路。其中，这些电路或子电路的名称在某种情况下并不构成对该电路或子电路本身的限定，例如，接收电路还可以被描述为“接收视频信号”。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (12)
1.一种全息天线，其中，包括：波导结构、介质基板、辐射层、多个开关单元；所述介质基板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述辐射层设置在所述第一表面，所述波导结构设置在所述第二表面；所述辐射层上设置有多个辐射单元；其中，所述辐射单元包括开口；所述开关单元与所述辐射单元对应设置，被配置为控制所述辐射单元对微波信号进行辐射；其中，所述全息天线还包括：
计算模块，被配置为根据所述辐射单元的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各所述辐射单元的激励幅度值A1；根据所述辐射单元的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各所述辐射单元的激励幅度值A2；根据分别获取的所述激励幅度值A1和所述激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3；
处理模块，被配置为对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果；
控制模块，被配置为根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射。
2.根据权利要求1所述的全息天线，其中，所述辐射单元的开口形成互补电容电感谐振器结构。
3.根据权利要求1所述的全息天线，其中，在所述全息天线两端设置有探针，且分别为第一探针和第二探针；其中，所述第一探针被配置为馈电，所述第二探针被配置为连接负载。
4.根据权利要求1所述的全息天线，其中，所述辐射层包括微带线；所述开口沿所述微带线的延伸方向并排设置。
5.根据权利要求1所述的全息天线，其中，所述开关单元为PIN二极管、可变电抗二极管、液晶开关、MEMS开关中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的全息天线，其中，所述辐射单元的数量为64个或96个。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的全息天线，其中，所述辐射层包括金属网格结构。
8.一种副瓣抑制方法，应用于全息天线中，所述全息天线包括：波导结构、介质基板、辐射层、多个开关单元；所述介质基板包括相对设置的第一表面和第二表面；所述辐射层设置在所述第一表面，所述波导结构设置在所述第二表面；所述辐射层上设置有多个辐射单元；其中，所述辐射单元包括开口；所述开关单元与所述辐射单元对应设置，被配置为控制所述辐射单元对微波信号进行辐射；所述方法包括：
根据所述辐射单元的位置信息、目标指向角度和仿真频率，通过幅度采样函数，获取各所述辐射单元的激励幅度值A1；
根据所述辐射单元的数量、目标副瓣电平、主瓣附近电平相等的副瓣数量，通过泰勒分布，获取各所述辐射单元的激励幅度值A2；
根据分别获取的所述激励幅度值A1和所述激励幅度值A2，通过预设算法，获取最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3；
对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果；
根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射。
9.根据权利要求8所述的副瓣抑制方法，其中，所述辐射单元的开口形成互补电容电感谐振器结构。
10.根据权利要求8所述的副瓣抑制方法，其中，所述对最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，得到离散结果，以及所述根据所述离散结果，对所述开关单元进行控制，以控制所述辐射单元对微波信号进行辐射的步骤包括：
将最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3进行离散化处理，离散阈值为i，0＜i＜1；当最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3不小于i时，得到离散结果A记为1，当最终的各所述辐射单元的激励幅度值A3小于i时，得到离散结果A记为0；
当离散结果A为1时，则控制开关单元呈开态；当离散结果A为0时，则控制开关单元呈关态。
11.一种电子设备，其中，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求8-10中任一所述的副瓣抑制方法。
12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求8-10中任一所述的副瓣抑制方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211466846.5A CN118073823A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211466846.5A CN118073823A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118073823A true CN118073823A (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=91097862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211466846.5A Pending CN118073823A (zh) | 2022-11-22 | 2022-11-22 | 一种全息天线、副瓣抑制方法及电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118073823A (zh) |
-
2022
- 2022-11-22 CN CN202211466846.5A patent/CN118073823A/zh active Pending
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