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专利号: 2021111797544
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于矩阵束法的阵列天线受损单元诊断方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、获得阵列天线的原始激励和天线单元位置分布,并对实际受损的阵列天线远场方向图进行采样;

步骤S2、利用采样后的方向图数据建立汉克尔矩阵,并对其进行奇异值分解;

步骤S3、选取部分分解后的奇异值,对步骤S2所述的汉克尔矩阵进行低秩近似,并求解广义特征值问题,利用广义特征值求出原阵列受损单元位置分布;

步骤S4、根据受损单元位置分布,利用最小二乘法求得受损单元的原始激励;

步骤S5、筛除步骤S4中激励幅度较小的单元,得到剩余激励幅度较大单元的位置分布,再相对于原始阵列的位置进行位置修正,计算修正后的受损单元位置的广义特征值;

步骤S6、重复步骤S4,最终得到修正后的受损单元位置与相应的单元激励。

2.根据权利要求1所述的基于矩阵束法的阵列天线受损单元诊断方法,其特征在于,所述步骤S1中,阵列天线的原始激励、天线单元位置分布分别为向量w与向量x,对于含有N个单元的阵列天线的原始方向图函数表示为:其中,F(u)是阵列天线的原始方向图函数,wi、xi分别为第i个单元的原始激励与位置,i=1,2,...,N, 为虚数单元,e为自然对数的底数,k为自由空间的波数,u=cosθ,θ∈[0,90]为阵列的俯仰角;

所述实际受损的阵列天线远场方向图函数为:

其中, 是实际受损的阵列天线远场方向图函数, 为受损阵列的第i个单元的实际激励;

其中,步骤S1中的采样是指,先将阵列原始方向图与受损阵列的方向图进行作差后,得到误差方向图 再将其离散地进行表示为其中,m=‑M,...,0,…M为2M+1个采样点的序列索引,M为采样系数, 为第i个受损单元的激励大小, 为第i个受损单元对应的广义特征值,△u为采样间距。

3.根据权利要求1所述的基于矩阵束法的阵列天线受损单元诊断方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述汉克尔矩阵为:其中,y(m)=△F(m‑M),L为束参数;

H

所述奇异值分解是指Y=UΣV ,其中,U、V分别为左、右奇异向量构成的矩阵,H为矩阵的共轭转置,Σ=diag(σ1,...,σQ,0,...,0)为包含奇异值的对角阵,σi为矩阵Y的第i个奇异值,Q≤N为非0奇异值的个数,diag为对角阵构造函数。