文献综述
一、课题研究概念
由某种单元组成的天线阵中通常有4个参数是可变的，这4个参数是单元总数、各个单元的空间位置分布、各单元的激励幅度以及激励相位。
阵列天线分析是指若上述4个参数给定，根据这些参数，确定阵列天线辐射特性，包括方向图、方向系数、增益和阻抗等。阵列天线综合是指按规定的方向图要求，用一种或多种方法来进行天线系统的设计，使该系统产生的方向图与所要求的方向图良好逼近。它实际上是天线分析的反设计，即在给定方向图要求的条件下设计辐射源分布，要求的方向图随应用的不同而多种变化。阵列天线综合包括各个参数的设计：阵列单元数目、阵元分布形式、阵元间距、各阵元激励幅度和相位。
- 阵列天线的分析与综合背景
1、阵列划分的背景
雷达相控阵天线的设计受需求的牵引。如美国弹道导弹防御系统中的THAAD-GBR雷达，该雷达在用于弹道导弹末端高层拦截。该雷达设计扫描域大，这是因为弹道导弹相对角度变化大。因此雷达采用满阵(阵元间隔小于半波长)，阵元数达25344个。地基中段反导雷达如GBR-N为获得窄的波束(0.14°左右)，采用大间距布阵，天线尺寸达22.1米。但为了提高作用距离，仍需要足够多的阵元来保持高增益，如GBR-N雷达阵元达69632个。对于如此多的阵元数和大的天线尺寸，子阵划分是必要的。如THAAD-GBR雷达划分为72子阵，GBR-N雷达划分为384个子阵。
最简单的方法是均匀划分，即每个子阵的阵元数和形状一样。由于各子阵结构一样，一方面使得馈电网络简单；另一方面，在没有阵元级幅度加权的情况下，各子阵通道输出的噪声功率相等，这对自适应波束性能有利。然而，均匀子阵划分会导致栅瓣，这是因为子阵的等效相位中心间隔超过半波长。栅瓣占据较大辐射能量，使天线增益降低。当扫描域很大时，从栅瓣观测到的目标与从主瓣观测的目标容易混淆，导致目标位置模糊。有一种解决方案是重叠划分，即子阵间共用部分阵元来缩短等效相位中心距离，以此降低栅瓣的影响。但子阵间阵元共用，一方面导致子阵通道输出的噪声相关，另一方面使得模拟网络实现太复杂，故通常不考虑重叠划分。不规则划分可以打破等效相位中心的周期性，从而可以降低栅瓣的影响。因此，常用的方式是阵元不共用且子阵划分不规则。子阵划分没有通用的法则，一般来说非均匀划分子阵的参考以下规则：
1、相邻两个子阵中心距离没有公因子；
2、划分对称分布，且靠近对称中心的子阵较小；
3、各子阵中阵元的加权值的平方和近似相等；
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