【摘 要】
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近年来,随着工业探测、微波热疗等技术的发展,近场聚焦天线成为研究热点。目前,大多数聚焦天线主要针对已知聚焦位置进行设计。但是,针对某些随机运动或位置未知的目标,如雷达探地目标和人体病灶区域,大多数聚焦天线设计方法不再适用。因此,开展未知聚焦目标位置条件下的盲聚焦天线设计具有十分重要的意义。本文提出一种基于阵列天线的盲聚焦阵列天线设计原理,其思想是在发射阵列天线的本地引入接收天线,利用发射阵列天线与
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近年来,随着工业探测、微波热疗等技术的发展,近场聚焦天线成为研究热点。目前,大多数聚焦天线主要针对已知聚焦位置进行设计。但是,针对某些随机运动或位置未知的目标,如雷达探地目标和人体病灶区域,大多数聚焦天线设计方法不再适用。因此,开展未知聚焦目标位置条件下的盲聚焦天线设计具有十分重要的意义。本文提出一种基于阵列天线的盲聚焦阵列天线设计原理,其思想是在发射阵列天线的本地引入接收天线,利用发射阵列天线与接收天线之间的散射参数信息,通过最大功率传输效率法优化收发天线之间的最大功率传输效率,从而获得发射列阵天线在未知聚焦目标处产生聚焦效应的激励分布。本文的主要工作包括:1.设计了一款5×5的阵列天线,采用了食用油作为有耗介质对天线进行环境加载,其工作频率为2.45GHz。在设计过程中,将中心阵元作为接收天线,其它阵元作为发射天线,置于50×50×50cm的正方体玻璃缸中的食用油加载到阵列天线辐射口径上,将铜块作为未知目标物悬空置于食用油中。在实验过程中,将铜块悬置于位于阵列天线近场区域内的多个随机位置,通过提出的盲聚焦原理,实现了发射阵列天线在铜块处的电场聚焦,从而根据焦点位置实现对铜块位置的判定和位置跟踪。实验结果与仿真结果相吻合,盲聚焦位置与铜块实际位置无明显偏差。2.针对无法实现盲聚焦的阵列天线主辐射边缘区域或距离阵列天线较远的区域,利用基于电场优化的扩展最大功率传输效率法,实现了发射阵列天线的靶点聚焦;最后,在利用盲聚焦方法实现了多目标定位的基础上,利用约束条件下的扩展最大功率传输效率法,实现了在多个目标位置处的聚焦电场调控。
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