一种平顶辐射透射阵天线设计方法与流程

本发明属于微波与天线，尤其涉及一种平顶辐射透射阵天线设计方法。

背景技术：

1、近年来，随着超表面技术的快速发展，透射阵天线的研究受到越来越多的关注。透射阵天线由馈源天线与平面透射阵构成，通过平面透射阵对定向馈源天线的辐射能量进行聚焦或重新分布。随着对超表面研究的深入，利用透射幅度和相位均可独立调控的超表面单元组成的平面透射阵列可以在空间中产生特定方向和形状的电磁波辐射，实现波 束聚焦、扫描、散射、跟踪等功能以满足不同通信系统和雷达应用的需求。

2、目前针对平顶辐射透射阵的幅相分布求解需要依赖优化算法，由于透射阵天线单元数量巨大，通过全波仿真或迭代优化算法以获取其辐射特性非常耗时。

技术实现思路

1、为解决上述技术内容，本发明提供了一种平顶辐射透射阵天线设计方法。通过幅度-相位可独立调控的透射阵表面单元（透射或反射单元）组成透射阵表面并通过最大功率传输效率法（the method of maximum power transmission efficiency, mmpte）计算得到平顶辐射模式对应的透射阵表面幅度和相位分布，实现了不同平顶辐射模式的透射阵天线设计。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种平顶辐射透射阵天线设计方法，所述方法包括：

4、步骤1、设计幅度-相位独立可调透射阵天线单元；

5、步骤2、将设计好的 个透射阵天线单元按周期型阵列排布，构成透射阵表面，根据透射阵天线辐射理论，计算透射阵表面与馈源天线的距离；

6、步骤3、通过最大功率传输效率法计算得到不同平顶辐射模式下对应的透射阵天线单元的表面幅度和相位分布，基于所述天线单元的表面幅度和相位分布确定天线单元的结构参数。

7、本发明的有益效果在于：

8、本发明主要注重平顶辐射的幅度相位分布算法，不通过迭代即得到数学最优解，减小了计算量。

技术特征：

1.一种平顶辐射透射阵天线设计方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种平顶辐射透射阵天线设计方法，其特征在于，所述步骤1中，所述透射阵天线单元通过极化转换实现幅度和相位调制。

3.根据权利要求2所述的一种平顶辐射透射阵天线设计方法，其特征在于，所述步骤2中，计算透射阵表面的边长d，透射阵表面处于馈源天线的正上方，根据透射阵天线辐射理论，f/d =0.43时天线总辐射效率达到最大，设计透射阵天线焦距f。

4.根据权利要求1所述的一种平顶辐射透射阵天线设计方法，其特征在于，所述步骤3包括，针对个透射阵天线表面单元，当每个表面单元以相同的幅度与相位进行辐射时，记表面单元pm 的位置索引为 ，，则表面单元pm 的辐射电场由下式表示：

技术总结
本发明公开了一种平顶辐射透射阵天线设计方法，所述方法包括步骤1、设计幅度‑相位独立可调透射阵天线单元；步骤2、将设计好的个透射阵天线单元按周期型阵列排布，构成透射阵表面，根据透射阵天线辐射理论，计算透射阵表面与馈源天线的距离；步骤3、通过最大功率传输效率法计算得到不同平顶辐射模式下对应的透射阵天线单元的表面幅度和相位分布，基于所述天线单元的表面幅度和相位分布确定天线单元的结构参数。本发明主要注重平顶辐射的幅度相位分布算法，不通过迭代即得到数学最优解，减小了计算量。

技术研发人员：冯笑宇,徐开江,查昊,韩家骐,赵凤军
受保护的技术使用者：安徽雷图科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18