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使用MATLAB对矩形栅格均匀平面阵进行泰勒加权

发布日期:2025-02-04 05:03    点击次数:142

1 引言

等幅度激励的阵列天线副瓣电平值较高,其值约为-13.5dB,难以满足雷达的低副瓣要求,为实现阵列天线低副瓣,通常采用的方法是进行幅度加权,常用的幅度加权法有道尔夫-切比雪夫加权法,泰勒加权法。虽然切比雪夫是一种典型的实现低副瓣的方法,但由前文相控阵天线—使用matlab进行道尔夫-切比雪夫加权 (二)知道切比雪夫加权法不适合阵元数较多的单元。当阵元数超过一定范围时,其末端电流会发生畸变,会极大地提升馈电网络的设计难度。因此当阵元数太大时一般都选择泰勒加权法。

在前文相控阵天线—使用matlab进行泰勒加权中我们使用matlab自带的泰勒窗函数对一维的均匀平面阵进行了泰勒加权,在本文中,我们将其拓展到二维的矩形栅格均匀平面阵中。使用的方法依然是matlab中自带的泰勒窗函数。下面附上matlab代码。

2 matlab代码

%%%%%%%%%%%%%均匀平面阵%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%初始化参数%%%%%%%%%%%%%%%clear ; %清除所有变量close all; %清图clc; %清屏lambda = 1; %波长d = 0.5; %阵元间隔Ny = 20; %方位阵元个数Nz = 20; %俯仰阵元个数phi0 = 0*pi/180; %方位指向theta0 = 0*pi/180; %俯仰指向eps = 0.0001; %底电平NA = 360; %方位角度采样NE = 360; %俯仰角度采样%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% phi = linspace(-pi/2,pi/2,NA); theta = linspace(-pi/2,pi/2,NE); aa = 0:d:(Ny-1)*d;DD1 = repmat(aa',1,Nz);bb = 0:d:(Nz-1)*d;DD2 = repmat(bb,Ny,1);DD = DD1+1i.*DD2;taylor1=taylorwin(Ny,4,-30);taylor2=taylorwin(Nz,4,-30);taylor=taylor1*taylor2';pattern=zeros(length(phi),length(theta));for jj = 1:length(phi) for ii = 1:length(theta) pattern0 = exp(1i*2*pi/lambda*(sin(phi(jj))*cos(theta(ii))* ... real(DD)+sin(theta(ii))*imag(DD)- ... sin(phi0)*cos(theta0)*real(DD)-sin(theta0)*imag(DD))); pattern(jj,ii) = sum(sum(pattern0)); endendpattern1=zeros(length(phi),length(theta));for jj = 1:length(phi) for ii = 1:length(theta) pattern01 = taylor.*exp(1i*2*pi/lambda*(sin(phi(jj))*cos(theta(ii))* ... real(DD)+sin(theta(ii))*imag(DD)- ... sin(phi0)*cos(theta0)*real(DD)-sin(theta0)*imag(DD))); pattern1(jj,ii) = sum(sum(pattern01)); endendmax_p = max(max(abs(pattern)));max_p1 = max(max(abs(pattern1)));pattern_dbw = 20*log10(abs(pattern)/max_p+eps);pattern_dbw1 = 20*log10(abs(pattern1)/max_p1+eps);figure;mesh(theta*180/pi,phi*180/pi,pattern_dbw);xlabel('俯仰角');ylabel('方位角')figure %方位向切面图temp1 = pattern_dbw(:,round(NE*((pi/2+theta0)/pi)));temp11 = pattern_dbw1(:,round(NE*((pi/2+theta0)/pi)));plot(phi*180/pi,temp1,phi*180/pi,temp11)gridxlabel('\phi方位角(度)')ylabel('阵列增益(dB)')legend('加权前','加权后')figure %俯仰向切面图temp2 = pattern_dbw(round(NA*((pi/2+phi0)/pi)),:);temp22 = pattern_dbw1(round(NA*((pi/2+phi0)/pi)),:);plot(theta*180/pi,temp2,theta*180/pi,temp22)gridxlabel('\theta俯仰角(度)')ylabel('阵列增益(dB)')legend('加权前','加权后')

运行代码得到幅度分布如下:

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三维方向图如下:

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方位面方向图如下:

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俯仰面方向图如下:

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