随着电子通讯技术的发展,作为通讯系统的前端的天线,需要在复杂的电磁环境中进行工作,具有低副瓣特性的阵列天线具有良好的抗干扰特性。本文结合近年来电磁发展的新技术,针对工程中常见的问题,研究了在等幅度激励情况下,利用改变阵列间距和添加寄生振子控制阵列天线副瓣电平的方法。本文首先介绍了天线阵列的基本概念和一般分析方法,并且利用矩量法对线天线进行了建模计算,计算结果与商业计算软件feko具有很好的一致性。然后介绍了标准粒子群优化算法,并通过引入量子势阱对该算法的搜索能力进行了改进,测试证明改进是有效的。最后本文利用量子粒子群算法结合矩量法对带寄生元的不等间距对称振子阵列进行了优化分析,优化目标设定为-20dB,阵列间距的变化范围根据实际工程需要做适当限定,根据振子的排列方式不同,分别分析计算了齐平排列和共轴排列的这两种情况,发现这种方法本质上是利用电磁的耦合效应改变整个阵列上的能量分布,从而实现阵列的低副瓣特性。在本文中分别针对以下不同的情况作了大量的分析计算,1在没有寄生阵列存在的情况下,一维对称振子直线阵列位于无限大金属地板上方,通过改变阵列间距控制整个阵列的副瓣电平。经过优化分析发现,在不考虑耦合的情况下,齐平排列的阵列副瓣电平可以下降到-17dB,共轴排列的阵列副瓣电平可以下降到-19dB,在考虑阵列单元耦合的情况下,齐平排列的阵列副瓣电平可以下降到-17dB,共轴排列的阵列副瓣电平可以下降到-17dB,同时无限大地面的存在对阵列能量分布具有一定的影响。2激励阵列间距不变,在激励阵列上方放置了一层寄生阵列,寄生阵元的数量依次取激励阵元的1倍、1.5倍、2倍,这种情况下,齐平阵列副瓣电平可以下降到-20dB,共轴阵列分别可以降低至-19dB,-18dB,-15dB。3为了进一步控制阵列的副瓣电平,同时改变激励阵列和寄生阵列的间距,寄生阵元的数量依然取为激励阵列的1倍、1.5倍和2倍,这种情况下,齐平阵列副瓣电平可以下降到-20dB,共轴阵列分别可以降低至-20dB,-20dB,-16dB。4针对工程中不规则地板的问题,在激励阵列下方增加一层起反射作用的寄生阵列,此时整个阵列与八木天线阵列类似,通过优化计算发现,这种情况下,在上半空间,齐平阵列和共轴阵列的副瓣电平都可以降低到-20dB。通过本文的分析计算,我们知道利用这种方法对阵列的副瓣电平进行控制是可行的,并且这种方法对与齐平分布的振子阵列的效果要好于共轴排列的振子阵列。最后本文根据部分优化分析得到的结果在商业计算软件HFSS中建立了带有真实馈电结构的模型,其中,寄生振子通过等效模型等效为一层超材料的结构的天线罩,激励振子采用带有巴伦的印刷振子,通过计算发现虽然结果与优化分析得到的结果存在一定误差,但是整体而言结果十分吻合,验证了本文方法的可行性。