摘要

通过公式推导,给出阵列天线阻抗(Z)矩阵和散射(S)矩阵与辐射场之间关系的解析表达式,进而提出一种运用仿真软件 HFSS 来求解 Z 矩阵和 S 矩阵的方法。并运用小型阵列的 Z 矩阵来等效大型阵列的 Z 矩阵,将其代入推导所得表达式,实现了大型阵列辐射场的精确计算。基于此辐射场的计算方法,提出运用遗传算法通过优化各单元的馈电幅度和相位,来进行大型阵列方向图的精确综合。文中以 16 元微带贴片直线阵列天线为例来对该综合方法的有效性进行评估。实验结果表明,优化后,在精确实现-25°-25°范围内主波束扫描的同时,最大副瓣电平都控制在-18.24dB 以下;与均匀阵相比,其半功率波瓣宽度均未展宽,增益损失小于 0.85dB;并且,计算结果与 HFSS 仿真结果基本一致。