稀布平面陣列天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、稀布陣列天線可利用更少的天線單元對相同孔徑下的均勻陣列天線性能進(jìn)行逼近,從而降低成本;在天線數(shù)目相同的條件下,具有更窄的主波束寬度,增強(qiáng)系統(tǒng)性能;同時(shí)陣元間距的增大使得陣元間的互耦效應(yīng)減弱;另外,稀布天線陣列的設(shè)計(jì)可以使得饋電網(wǎng)絡(luò)得到簡化,降低系統(tǒng)復(fù)雜度。以上各優(yōu)點(diǎn)使得稀布陣列天線頗具實(shí)用性,特別是天線增益要求不高,同時(shí)又需要窄的波束寬度的工程應(yīng)用中得到越來越多的應(yīng)用。
　　陣元數(shù)目的減少會(huì)使得旁瓣電平提高,為了解決高旁瓣電平的問

2、題,因此需要對稀布陣列天線的陣元位置和激勵(lì)進(jìn)行優(yōu)化。本文研究的是給定陣列形狀前提下,對陣元數(shù)目、陣元位置、電流激勵(lì)的幅度和相位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),獲得盡量低峰值旁瓣電平和期望輻射方向圖的稀布陣列天線。文中針對陣列孔徑、陣元數(shù)目和間距多約束條件下研究了一種降維優(yōu)化方法;運(yùn)用矩陣束方法對稀布平面陣列天線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處為:
　　1.介紹了陣列天線的基本概念,推導(dǎo)了陣列天線的方向圖函數(shù)計(jì)算公式,并給出了用于稀布平面陣列天線的優(yōu)

3、化設(shè)計(jì)模型。
　　2.研究了基于遺傳算法的降維處理優(yōu)化方法,并對同心9圓環(huán)稀布陣列進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該方法改進(jìn)了圓陣綜合中陣元分布優(yōu)化的不足,實(shí)現(xiàn)了圓環(huán)上的陣元數(shù)目和位置的同時(shí)優(yōu)化,并降低了平面陣列優(yōu)化方法的復(fù)雜性。
　　3.將矩陣束方法運(yùn)用于稀布線陣和稀布平面陣的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,通過低秩矩陣估計(jì)新的陣元數(shù),重構(gòu)陣元位置和激勵(lì),在一定的誤差范圍內(nèi)逼近期望方向圖。該方法是一種非迭代的方式保證全局最優(yōu),并使得計(jì)算效率顯著提高。