گسسته‌سازی منابع پیوسته جریان صفحه‌ای برای طراحی آرایه صفحه‌ای با استفاده از روش حداقل مربعات تکراری

در این مقاله، یک روش ساده برای گسسته سازی منابع پیوسته جریان صفحه ای ارائه می شود. ابتدا توزیع جریان منبع پیوسته جریان صفحه ای با استفاده از روش های تبدیل فوریه و تبدیل هنکل، تعیین می شود. سپس به منظور طراحی آرایه صفحه ای آنتنی، این توزیع جریان، گسسته سازی می شود. پرتو تشعشعی ناشی از آرایه حاصل از گسسته سازی منبع پیوسته جریان صفحه ای اندکی با پرتو تشعشعی ناشی از منبع پیوسته جریان صفحه ای متفاوت خواهد بود، بنابراین برای بهبود برخی از مشخصات پرتو تشعشعی این آرایه همچون تراز گلبرگ کناری و ریپل پرتو، می توان از روش حداقل مربعات تکراری استفاده نمود. اساس کار روش پیشنهادی این است که پرتو تشعشعی در یک فرآیند تکراری برای دست یابی به مقادیر مطلوب تراز گلبرگ کناری و ریپل پرتو، تنظیم می شود و سپس جریان عناصر آرایه با استفاده از روش حداقل مربعات تعیین می شوند. در حقیقت ابتدا در هر تکرار، به منظور تنظیم مناسب پرتو تشعشعی، مقادیر پرتو تشعشعی در نقاط ماکزیمم گلبرگ های کناری و در نقاط ماکزیمم و مینیمم گلبرگ اصلی، با مقادیر مطلوب، جایگزین می شوند. سپس با نمونه برداری از پرتو تشعشعی تنظیم شده، یک دستگاه معادلات خطی حاصل می شود که با حل این دستگاه معادلات خطی با استفاده از روش حداقل مربعات، جریان عناصر آرایه تعیین می شوند. روش پیشنهادی را می توان برای بهینه سازی هر آرایه با هندسه دلخواه به کار برد. به منظور بررسی کارایی روش پیشنهادی نیز، چند مثال مختلف شبیه سازی ارائه شده اند.

Discretization of Planar Continuous Current Sources for Design of Planar Arrays Using Iterative Method of Least Squares

In this paper, a simple method for the discretization of planar continuous current sources is presented. First, the planar current distribution is determined by the Fourier and Inverse Hankel Transforms. Then it is discretized for the design of a planar array. The radiation pattern of the array of discrete elements will be quite different from that of the planar continuous current source. Therefore, for the improvement of its radiation characteristics, such as sidelobe level and ripple in the pattern, the iterative method of least squares is used. The desired radiation characteristics of the array, such as​​ the sidelobe level and ripple of pattern, are achieved by an iterative algorithm of the method of least squares together with the array element excitations. Indeed, first, in each iteration, in order to properly adjust the radiation pattern, the values of radiation pattern at the maximum points of the sidelobes and at the maximum and minimum points of the mainlobe, are replaced with the desired values. Then, by sampling of the adjusted radiation pattern, a linear equation system is obtained which by solving this linear equation system by using the method of least squares, the excitation currents of array elements are determined. The proposed method can be used to optimize any array with arbitrary configuration. Several examples of simulations have been presented to verify the efficacy of the proposed method.