数字宽带阵列的偏振模式合成：凸优化方法

"这篇论文探讨了利用凸优化技术在宽带阵列中进行最优偏振图案合成的方法。通过在每个阵列元素上应用有限脉冲响应（FIR）滤波器，可以实现对宽带功率模式和偏振模式的直接优化。作者将总和和差模式的优化转化为凸规划问题，确保能够找到有效的解决方案。这种方法不局限于特定的阵列几何形状或元素图案，适用于任意阵列设计。通过优化FIR滤波器的复数系数，可以在指定的频率范围内实现频率不变的主波束和自定义旁瓣上限，从而合成任意所需的偏振状态。文中提供了多个设计实例，展示了这种方法的潜力和实用性。" 本文的重点在于利用现代数字宽带阵列的优势，这些阵列配备有数据转换器和数字信号处理能力，相比传统的时滞转向宽带阵列，它们在模式合成上有更大的灵活性。这种灵活性使得研究者可以采用数值优化算法，特别是凸优化算法，来解决宽带阵列的偏振模式合成问题。凸优化是一种数学方法，能够保证找到全局最优解，而不是局部最优解，这对于确保阵列性能的最优至关重要。 在文章中，每个阵列元素都配备了一个FIR滤波器，这是优化过程的关键组成部分。FIR滤波器因其线性和可设计的频率响应特性而被广泛应用于信号处理领域。通过调整这些滤波器的复数系数，可以控制阵列在不同频率上的响应，从而实现所需的偏振模式。此外，通过优化总和和差模式，可以精确控制阵列的主波束方向和旁瓣水平，这对于通信、雷达和其他无线应用至关重要。 提出的合成方法的一个显著优点是其通用性，它不受阵列几何结构的限制，这意味着它可以应用于各种各样的阵列配置，包括线性、平面、球面或任何其他复杂的阵列布局。此外，该方法允许在保持主波束频率不变的同时，实现任意旁瓣上限，这在实际应用中对于抑制干扰和提高信噪比非常有用。 论文中通过一系列设计实例进一步证明了这种方法的有效性。这些实例可能包括不同的阵列配置、偏振模式需求以及在特定频段内的性能比较。通过这些实例，读者可以更直观地理解如何应用凸优化理论来解决实际的宽带阵列设计问题。 这篇论文为宽带阵列的偏振模式合成提供了一种创新的优化方法，利用凸优化技术和FIR滤波器，实现了对阵列性能的精细控制。这种方法不仅在理论上具有重要意义，而且在实际工程应用中具有广阔的应用前景。