天线方向图综合中的本征激励方法

天线方向图综合中的本征激励 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 20O4年4月 第31卷第2期 西安电子科技大学(自然科学版) .瓜NAI,OF?)LI胍VERSnY Apr.2OO4 Vo1.3lNo.2 天线方向图综合中的本征激励方法 卜安涛,史小卫 (西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071) 使用单元间无耦合的摘要:给出矩量法 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 天线阵列时本征激励模式的不同定义. 理想阵列来逼近有 耦合的实际阵列.可以把理想阵列单元的电流分布经过等效转化之后得到的系数去激励有耦合的阵列, 可在有互耦的阵列上综合出与理想阵列一致的方向图.因为在优化过程中减少了精确的电磁场分析而 大大缩减了考虑耦合的实际阵列方向图综合时间.最后给出算例验证了笔者思路的正确性. 关t词:矩量法;本征激励;互耦阵列;理想阵列;方向图综合 中厢分类号:TN823文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码:A文章编号:1001—24OO(2004)02—0243—05 Theeigen—drivenanalysismethodinantennapatternsynthesis BUAn—too,SHIXiao—wei (SchoolofElectronicEngineering,XidianUniv,,xian710071,China) Abst嘣:Thenoveldefinitionoftheeigen—drivenmodeisgiveninantennaarrayanalysisbytheMomentMethod. Thepracticalarraywithmutualcouplingbetweenelementsisapproximatedwiththeidealone withoutmutualcoupling. Theexcitationcoefficientsderivedfromthecurrentdistributionofidealarrayelementsaxeus edtoexcitethearraywith mutualcoupfing.toproducethesameradiationpatternasthatoftheidealarray.Theprocessof patternsynthesisofa practicalarrayissho~enedbecauseofthereducedelectromagneticanalysis.Someexamples areillustratedtoprovethe conclusion. KeyWords:MoM;theeigen—driven;arraywithmutualcoupling;idealarray;pattemsynthesis 由于阵列天线可以提高天线增益和辐射效率,降低副瓣电平,特别适用于那些对方向图形状有特殊要求 的场合.为了实现预定的方向图形状,只需要综合出天线阵列各单元上的电流分布.Chebyshev,Taylor, Harming[1j等人采用的天线模型均为不考虑单元间耦合的理想阵列,计算速度快.但是由于实际的阵列单元 间存在耦合,由这些方法得到的电流幅度分布不能直接用于激励实际阵列.文献[2]对天线模型使用MoM分 析,GA方法优化,结果与实际情况非常吻合,但是优化过程计算时间长. 为了解决这个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,文献[3]按照波的理论,提出天线阵远场方向图由各单元在阵中的方向图的加权和. 其中作为单元激励模型的参考面选择在每个单元的馈线上.文献[4]给出圆形阵列方向图求解的本征激励叠 加法.笔者由短量矩阵出发,采用电压源馈电,提出矩量法模型中关于本征激励模型的新定义,即阵列中一个 单元激励,而其他单元均短路.此外笔者还采用本征激励法把文献[1]中综合出的激励系数转化电压激励系 数,该系数可以用于MoM方法分析有耦合的线阵列方向图,并在有耦合的阵列上形成与理想阵列一致的方 向图. 1阵列的本征激励方向图 对于?个单元组成的天线阵列,每个单元分为段.采用MoM法分析,并用脉冲基, 点选配得到矩阵方 收疆日期:2003-06.12 基金项目:国家自然科学基金资助项目(69971017) 作者简介:安涛(1976一),男,西安电子科技大学博士研究生 244 程: 西安电子科技大学(自然科学版)第31誊 由式(1)求逆得到所有分段上的电流为 J=Z VlZ一 :Z一 +V2Z l 0 ? : 0 ZJ=y. +Z一 0 ; 0 0 0 ? : (2) 其中Ji表示仅有第个单元激励而其余单元短路这种激励模式,即"本征激励模式",此种情况下天线所有单 元各个分段上的电流密度为 电流密度Ii对应的阵列方向图为(,即成为单元,的本征激励方向图.通过式(2)知道,如果一个天线阵 列在实际工作时各个单元的激励电压分别为,2,…,,那么该阵列的方向图应该为.,v个本征激励方向 图的叠加: F(:?(=[…】[厂1()…^(】.(4) -:l 2本征激励模式的不同定义 如果按照文献[4]中的理论,"本征激励模式"定义为"某一单元接信号源,而将其余的所有单元接阻抗值 与信号源相同的无源负载".依据文献[5]中天线加载的理论,多处加载和多处激励的天线可以看作一种多端 口结构.那么文献中的"本征激励模式"相当于在一个端口馈电,在其他端口以导纳元件加载.决定天线上电 流分布的最简单方法是二端口理论,由于负载引起的电压2为4 y2=[一J,2l/(y22+yL)]y1.(5) 式(5)中下标1表示所有激励端口,下标2表示所有加载端口.V表示所有激励端口电压组成向量,J,ll,J,22 分别表示端口1,2之间的互导纳,以及端口2之间的自导纳,可以从矩量矩阵方程中的导纳矩阵求得.y,表 示2端口加载的导纳组成的向量.再把y,y引起的电流叠加起来,就可以得到天线上的电流分布为 J=Z一{Vl+V2}=z_.Vl+z_.V2=z一 ll 0 ? : 0 +Z一 0 l2 ? : 0 0 0 ? : l? +z,V2.(6) l 可以看到,由文献[4]中对本征激励的定义对应的本征激励模式中,天线上电流密 度分布式(6)中包含的第1 , __=? 0?00 00『 第2期安涛等:天线方向图综合中的本征激励方法245 部分与笔者定义的本征激励模式中天线上电流密度分布相同,而式(6)中由加载阻 抗y存在而引起的电流 (第2部分)不为零. 3应用理想阵列逼近考虑互耦的实际阵列 ?元间距为d的均匀直线阵方向图1J为 ? G():?gn(exp(jk(n—1)dc.s),(7a)B:l ? G():go(?,nexp(jk(n—1)dc.s),(7b) 其中,n为第n个单元上的电流分布;0为波束方向与阵列轴线的夹角.g(0)为第n个单元的单元方向图,各 个单元方向图的的参考面与阵列方向图的参考面相同.这里考察的阵列中各单元方向图为各向同性,则表 示为(7b)式,go(0):1. 欲求得一组激励系数,.(n=1,2,…,?),使该阵列方向图逼近式(4)中考虑单元互耦的阵列中单元1 的本征方向图(0),即 ? ^(=G()=?,1exp(jk(n—1)dc.s).(8) ()可以使用矩量法求得.选取exp(jk(t/,一1)dcos0)(n:1,2,…,?)为检验函数,依据阵列对称性,对式 (8)两端在?(0,兀)匕取内积,得到 h1 h2 ? : h,v (9) 其中:Iexp(一j(m一1)COS)exp(jkd(n一1)dCOS)dO,(10) r h:I(0)exp(一jk(m一1)COS0)dO.(11) 求解式(9)可以得到J..将求得的系数代入式(8)就可以在理想阵列上得到的方向图与考虑耦合的实际阵列 中单元1的本征激励方向图相同.同样可以求出第n个单元本征激励方向图的理 想阵列逼近激励系数.把 式(4)中的单元本征激励方向图用式(8)代替有 F(0):【1…】【Yl(0)…^(0)】: ,l2…,l?]f-exp(jkOdCOS)] ?… li;jf.(12)L/N1…JLexp(jk(N一1)dCOS0)j 如果期望MoM求得的考虑互耦的阵列方向图与不考虑互耦的方向图相同,则 F(0)=G(0).(13) 由式(7b),(12),(13)则有 【.…】=[,.…】(14) 使用其他文献对无耦合的直线阵列综合出的激励系数I可以通过式(14)等效转化得到激励电压系数,使 用该组系数去激励考虑互耦的实际阵列可以得到与理想阵列一致的方向图. 246西安电子科技大学(自然科学版)第3l卷 4算例 该阵列由30元均匀分布在半径为2的圆周例1首先计算了文献[4]中的圆形阵列. 上.单元长度为 0.52,直径为0.0052.每个单元划分为16段.考察采用文献[5]中对理想圆阵的综合结果.表1给出了不考 虑互耦的理想阵列激励系数,以及使用笔者方法转换后的使用于实际阵列的激励系数,以及文献[4]中应用 于实际阵列的激励系数.图1给出了理想阵列综合的方向图,以及上述方法得到的激励系数去激励实际阵列 得到的方向图,二者非常吻合. 表1阵列归一化激励系数 O 一 20 ? 磬一 4O Ol80270 角度/(.) 图130元圆形阵列方向图 A一不考虑单元耦舍,原始系数激励 日一考虑单元耦合,原始系数激励(MoM) c一考虑单元耦舍,转化后系敷激励(M0M) 0 — 20 ? 霉一 4O 0306090l20l50l8O 角度/(.) 图28元直线阵方向图 A,不考虑单元耦合,原始系数激励 日一考虑单元耦舍,原始系数激励(MoM) C一考虑单元耦舍,转化后系数激励(M0M) 例2一单元长0.52,间距为0.452的8元均匀直线阵.考察文献[1]中利用Chebyshev 法综合得到副瓣 为30dB方向图.表2分别给出了对不考虑互耦的理想阵列综合得到的系数以及应 用文中方法转化后应用于 实际阵列的激励系数.图2给出该线阵的方向图.可以看出,通过文中方法对理想阵 列激励系数转化后得到 的系数用于实际阵列,可以在考虑单元耦合的实际阵列上得到与理想阵列相似的 方向图. 第2期卜安涛等:天线方向图综合中的本征激励方法247 表2阵列归一化激励系数 5总结 由矩量法求解阵列方向图过程得出,如果采用电压源模型馈电,参考面选择在振子的馈电段,则阵列中 单元i的本征激励方向图应该为该单元激励而其余单元短路情况下阵列的方向图.并把该结果应用于理想 阵列来逼近考虑单元互耦的实际阵列,从而能够把对理想阵列综合得到的电流激励系数转化为一组电压系 数,用该组电压系数激励实际阵列,可获得与理想阵列一致的方向图.因为在优化过程中减少了精确的电磁 场分析而大大缩减了考虑耦合的实际阵列方向图综合时间.并给出圆形阵列和均匀直线阵的例子.实际阵列 与理想阵列方向图吻合很好,证明了该思路的可行性. 参考文献: 吕菩伟.阵列天线分析与综合[M].成都:电子科技大学出版社,1989.121[1]汪茅光, —126. [2]毛乃宏,傅德民. 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 低副瓣阵列天线的一种新途径[J].西安电子科技大学,1991,18(Sup):1-9. [3]卜安涛,史小卫.扇区波束赋形基站天线分析与综合[J].微波,2002,18(4):80-83. [4]张志军,冯正和.基于去耦分析的圆形阵列方向图综合[J].电子,1998,26(3):33—57. [5]HarringtonRF.FieldComputationbyMomentMethod[M].Malabar:Krleger,1982. [6]VescovoR.ConstrainedandUnconstrainedSynthemsofArrayFactorforCircularArrays [J].IEEETramonAP,1995,43(12):1405. 1410. (编辑:齐淑娟) (上接第217页) 3结论 提出了一种基于模糊熵的多值图像去噪方法,该方法通过模糊熵的引人,建立了一个与多值图像特点相 对应的物理模型,有效的利用了图像的区域信息和模糊信息,因此,新方法滤波的效果优于中值滤波和均值 滤波的滤波效果.该方法有较广的应用范围,在医用图像和军事图像的处理方面,多值图像的恢复是非常有 价值的. 参考文献: [1]ZemoSD,CinqueL,LevialdiS.ImageThresholdingUsingFuzzyEntropies[J].IEEETra monSystMan,Cybem—partB,1998.28 (1):l5.23. [2]范九伦.模糊熵理论[M].西安:西北大学出版社,1999.9-10. [3]赵瑞珍,5~151乡.一种基于小波变换的白噪声消噪方法的改进[J].西安电子科技大学,2000,27(5):619—622. (编辑:齐淑娟)