【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及相控陣天線，具體而言，涉及一種一維稀疏天線陣列布局優化方法。
技術介紹
1、毫米波成像雷達在自動駕駛、智慧交通和未來的智慧城市中具有廣泛的應用前景。窄波束是毫米波成像雷達實現高分辨率的重要途徑。而為了讓波束變窄，就需要采用大規模的相控陣天線。由于大規模相控陣需要集成大量的有源功放器件和移相器等組件，其往往具有很高的制造成本以及系統復雜度。為了降低相控陣的制造成本和系統復雜度，并保持毫米波成像雷達的高分辨率性能，可以采用天線單元稀疏布陣的相控陣天線，因為其通過在寬口徑中放置較少的天線單元和組件實現窄波束。然而，不同的稀疏陣列布局往往具有截然不同的波束掃描性能，導致用于毫米波成像時的性能具有明顯的差異。為了使稀疏陣列布局具備最優的波束掃描性能以實現最好的成像效果，有必要對稀疏陣列布局進行優化設計。優化時需要同時關注稀疏陣列在進行波束掃描時的方向性系數性能和副瓣性能，以提升其應用于毫米波成像雷達時的成像距離和抗干擾能力，同時還要保證稀疏陣列具備硬件可實現性，因而具有較高的優化復雜度，導致現行方法往往不能完全優化而只能通過一些逼近方法得到次優解。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種一維稀疏天線陣列布局優化方法，以改善上述技術問題。
2、為了實現上述目的，本申請實施例提供了如下技術方案：
3、本申請實施例提供了一種一維稀疏天線陣列布局優化方法，所述方法包括：基于陣列口徑大小，以預設的最小單元間距排布候選天線單元，并基于二進制向量
4、可選地，所述預備用于計算總輻射功率的矩陣 g，包括：
5、基于第一計算模型計算得到矩陣 g，并基于 g?= ?g h g計算得到 g，基于( w c☉ z) h g( w c☉ z)?計算得到所有天線單元總的輻射功率，其中 h用于表征共軛轉置，☉表示 w c和 z中對應元素相乘的運算，所述第一計算模型為：；其中，δ表示在 θ和 φ兩個維度上的采樣間隔，( θ m,? φ m)表示第 m個采樣角度， x n表示第 n個候選天線單元的位置。
6、可選地，預備用于計算副瓣區輻射電平值的矩陣 p?，包括：
7、基于第二計算模型計算得到矩陣 p，并基于| p( w c☉ z)|?計算得到一維稀疏天線陣列在副瓣區的輻射電平值，其中||表示取幅度值，第二計算模型為：
8、；
9、其中， θ l表示俯仰面上的副瓣區中被采樣的第 l個 θ角度，j2=-1，λ表示波長。
10、可選地，所述預備用于限制天線單元間距的矩陣 d，包括：
11、；
12、其中 r、 s為候選天線單元的序號， x r、 x s表示其對應單元的位置， c為一個很大的常數，可取為一個大于候選單元總數的數值，d表示預設的最小單元間距閾值。
13、可選地，所述基于矩陣 g、矩陣 p、矩陣 d、二進制向量 z和激勵列向量 w c建立用于一維稀疏天線陣列布局優化的混合整數規劃模型，并基于混合整數規劃模型計算得到具有最優波束掃描性能的陣列布局，包括：
14、；
15、其中 psll表示用于限制峰值副瓣電平的閾值, r為一維稀疏天線陣列的單元數量， s為候選單元總數， b s×1為長度為 s的二進制列向量，通過 z(1)=1和 z( s)=1，用于保證最邊緣的兩個候選單元被選中，☉表示 w c和 z中對應元素相乘的運算，·表示矩陣或向量乘法。
16、本專利技術的有益效果為：
17、本專利技術提供了一種一維稀疏天線陣列布局優化方法，可以得到最優的一維稀疏天線陣列布局，其兼具最優的波束掃描性能和硬件可實現性。...
【技術保護點】
1.一種一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述預備用于計算總輻射功率的矩陣G，包括：
3.根據權利要求2所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，預備用于計算副瓣區輻射電平值的矩陣P?，包括：
4.根據權利要求3所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述預備用于限制天線單元間距的矩陣D，包括：
5.根據權利要求4所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述基于矩陣G、矩陣P、矩陣D、二進制向量z和激勵列向量wc建立用于一維稀疏天線陣列布局優化的混合整數規劃模型，并基于混合整數規劃模型計算得到具有最優波束掃描性能的陣列布局，包括：
【技術特征摘要】
1.一種一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，所述預備用于計算總輻射功率的矩陣g，包括：
3.根據權利要求2所述的一維稀疏天線陣列布局優化方法，其特征在于，預備用于計算副瓣區輻射電平值的矩陣p?，包括：
4.根據權利要求3所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：牟倫位，葉婧，侯惠穎，楊錕，許喻凱，陽一，
申請(專利權)人：成都辰星迅聯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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