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申请/专利权人：西安电子科技大学

摘要：本发明公开了一种考虑互耦效应的稀疏唯相位方向图综合方法，主要解决现有技术稀疏唯相位方向图综合时稀疏性能差、效率低的问题。其实现方案为：获取阵列各单元阵中方向图数据和与综合的阵列结构相同的理想全向天线阵列方向图数据；根据方向图数据构建阵元互耦校正矩阵并修正各单元方向图数据；根据该数据设置方向图综合上下界约束函数，构造求解方程和数学表达式；迭代更新辅助变量、天线阵列各单元馈电矢量、惩罚因子，求解方程得到当前馈电输入矢量；迭代更新输入电平，获得满足稀疏要求的唯相位方向图馈电输入矢量。本发明避免了互耦效应对阵列性能的影响，提升了稀疏方向图综合的性能与效率，可用于需要精确控制辐射模式的高级通信和大型天线系统。

主权项：1.一种考虑互耦效应的唯相位稀疏方向图综合方法，其特征在于：包括如下步骤：1根据方向图综合的目标形式，设置方向图采样角度域范围分别获取阵列中N个天线单元的阵中方向图数据其中p＝1,2,...,I，I为俯仰向采样点数；q＝1,2,...,J，J为方位向采样点数；2获取与综合阵列具有相同结构的理想全向天线阵列方向图数据b，根据该阵列方向图数据b和阵中方向图数据建立N个维度为I×J的天线单元互耦校正矩阵C，并利用天线单元互耦校正矩阵C对阵中方向图数据进行修正，得到修正后的阵中方向图数据a；3基于方向图综合的目标形式与输入电平Uin，构建对应角度域范围的维度为I×J的方向图综合约束条件函数，包含上界约束函数U与下界约束函数L；4定义天线阵列N个单元的馈电矢量w，构造唯相位稀疏方向图综合的数学表达式： 其中，w＝[w1,w2,...,wn,...,wN]，表示天线阵列第n个单元的馈电矢量，An表示天线阵列第n个单元的馈电幅度，φn表示天线阵列第n个单元的馈电相位，n＝1,2,...,N,N表示天线阵列单元个数，||||1表示1-范数；5定义主瓣域辅助变量x＝w，副瓣域辅助变量y＝anHw，引入维度为N×1的x的对偶变量μ、维度为I×J的y的对偶变量λ和两个惩罚因子ρ1、ρ2，基于唯相位稀疏方向图综合的数学表达式构建增广拉格朗日函数LA,φ,x,y,λ,μ： 其中，[]H表示共轭转置，||||2表示2-范数；6设置最大迭代次数T，设置天线阵列各单元馈电矢量w、x的对偶变量μ、y的对偶变量λ的初值，根据副瓣域辅助变量yt、主瓣域辅助变量xt、天线阵列各单元馈电矢量wt、x的对偶变量μt、y的对偶变量λt分别迭代求解当前的yt+1、xt+1、wt+1、μt+1、λt+1，其中t表示当前迭代次数，t＝1,2,...,T；7重复步骤6，直到达到最大迭代代数T或当前的副瓣域辅助变量yt+1、主瓣域辅助变量xt+1与天线阵列各单元馈电矢量wt+1满足终止条件：||yt+1-anwt+1||∞≤Δ，||xt+1-wt+1||∞≤Δ，获得当前输入电平Uin下的唯相位稀疏方向图综合的天线阵列各单元馈电矢量w与阵列单元稀疏数：Nw＝||w||0，其中，||||∞表示无穷范数，||||0表示0-范数，Δ表示公差参数；8更新输入电平Uin，重复步骤3～7直到Nw＝M，M表示目标稀疏数，获得唯相位稀疏方向图综合的天线阵列各单元馈电矢量w与唯相位稀疏方向图综合的阵列方向图数据W。

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