圖4天線仿真模型

天線俯仰面增益方向圖如圖5所示

圖5 俯仰面增益方向圖

線陣增益為15.1dBi，副瓣電平-22.6dB。

將圖4的線陣模型等間距排列6行組成如圖6所示的面陣

圖6 面陣仿真模型

該面陣用于實(shí)現(xiàn)水平面方向圖的波束賦形。

2.2  PSO粒子群算法優(yōu)化激勵幅度相位

粒子群的基本概念是來自于鳥群覓食行為的研究[3]。與遺傳算法類似，粒子群算法也是一種隨機(jī)搜索方法，不同的是，粒子群優(yōu)化算法沒有選擇、交叉、變異等復(fù)雜過程，而是依靠個體間的協(xié)作來尋取最優(yōu)解。每個粒子通過跟蹤粒子本身找到的最優(yōu)解Pbest和群體找到的最優(yōu)解Gbest，更新離子的位置和速度，不斷向最優(yōu)解靠近，最終達(dá)到最優(yōu)解。粒子群算法優(yōu)化流程圖如圖7所示

圖7 算法優(yōu)化流程圖

從防撞雷達(dá)威力圖提取出波束賦形的目標(biāo)方向圖，通過PSO優(yōu)化算法對圖6中陣列天線激勵幅相值得優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)方向圖的賦形。在HFSS仿真軟件中輸入粒子群算法優(yōu)化得到的激勵幅相值，得到仿真方向圖與目標(biāo)方向圖如圖8所示

圖8波束賦形方向圖

從圖8可見仿真結(jié)果與目標(biāo)方向圖吻合較好，說明粒子群算法優(yōu)化出的結(jié)果可靠。

2.3功分網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

2.2節(jié)確定了各線陣激勵的幅相值，但圖8里的仿真方向圖是理想的，現(xiàn)實(shí)中需要通過1分6的功分網(wǎng)絡(luò)來將其實(shí)現(xiàn)。常用的功分器有Wilkinson功分器和T型節(jié)功分器；Wilkinson功分器只能組成并饋網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)具有較大的損耗且占用面積大，不利于小型化；而由T型節(jié)組成的串饋功分網(wǎng)絡(luò)具有損耗低占用面積小的優(yōu)勢，更適合于實(shí)現(xiàn)3.2節(jié)中波束賦形的幅相激勵。

2.3.1理論分析

該串饋網(wǎng)絡(luò)依靠阻抗變換段實(shí)現(xiàn)波束賦形的激勵幅度，通過改變輸出饋線的長度實(shí)現(xiàn)波束賦形的激勵相位；串饋網(wǎng)絡(luò)等效電路如圖9所示