【摘 要】
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阵列天线通过对阵元位置和阵元激励等参数的优化,可以实现满足不同需求的波束赋形,已被广泛应用于各种现代化电子装备。在军事领域,阵列天线被广泛应用于陆基、舰载、机载、星载等各种军事雷达装备上;在民用领域,阵列天线被广泛应用于5G无线通信、卫星通信等。阵列的激励幅度动态范围比（Dynamic Range Ratio,DRR）控制是阵列天线的关键技术之一。通过有效控制阵列激励幅度DRR,可以降低阵列天线馈
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阵列天线通过对阵元位置和阵元激励等参数的优化,可以实现满足不同需求的波束赋形,已被广泛应用于各种现代化电子装备。在军事领域,阵列天线被广泛应用于陆基、舰载、机载、星载等各种军事雷达装备上;在民用领域,阵列天线被广泛应用于5G无线通信、卫星通信等。阵列的激励幅度动态范围比（Dynamic Range Ratio,DRR）控制是阵列天线的关键技术之一。通过有效控制阵列激励幅度DRR,可以降低阵列天线馈电网络的工程实现难度、降低阵元间的互耦并减小输出功率的损耗。同时,子阵划分技术也是解决大型阵列复杂结构难题的关键技术之一。通过对阵列的有效子阵划分,可以降低硬件成本和信号处理复杂度,从而实现阵列系统的快速响应。对此,本文开展了基于激励幅度约束和子阵划分的波束赋形方法研究,主要创新点如下:（1）提出了激励幅度约束下的阵列单波束赋形方法。结合激励幅度约束和波束功率电平约束,以最小化波束的峰值副瓣电平（Peak Sidelobe Level,PSLL）为准则,分别实现了 DRR约束下的低副瓣波束赋形和激励幅度定值约束下的低副瓣波束赋形。（2）提出了共幅且DRR约束下的阵列多波束赋形方法。结合DRR约束、激励共幅约束和波束功率电平约束,以最小化多个波束PSLL的加权和为准则,解决了共幅且DRR可控的多波束赋形问题,实现了仅通过改变阵元的激励相位切换不同波束的低成本多功能阵列架构。（3）提出了基于惩罚函数法和K-均值聚类的阵列单波束赋形方法。结合不重叠子阵约束和波束功率电平约束,以最小化波束的PSLL为准则,解决了非均匀间距阵列的波束赋形问题,实现了非连续全子阵和部分子阵划分。提出了基于惩罚对偶分解优化框架和K-均值聚类的阵列多波束赋形方法,结合共子阵划分约束和波束功率电平约束,以最小化主波束和多个次波束的PSLL的加权和为准则,解决了非连续共子阵划分下的多波束赋形问题,避免了由于不共子阵划分结构需要采用不同功分网络实现不同波束赋形而造成大量电路交叉的问题。（4）提出了连续全/部分子阵划分下的阵列波束赋形方法。结合全变分约束和波束功率电平约束,以最小化波束的PSLL为准则,解决了连续全/部分子阵划分下的波束赋形问题,有效简化了阵列结构设计、降低了阵列系统成本。
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