基于GA-PSO混合算法的陣列天線優(yōu)化.pdf

1、最近十幾年來，通信領域飛速發(fā)展，智能天線技術也越來越被人們重視，而陣列天線又是智能天線技術中的一個關鍵點。陣列天線是由某一種天線在空間中按一定順序組陣形成，能夠實現(xiàn)許多單天線無法實現(xiàn)的功能。陣列天線能夠通過調(diào)節(jié)相關參數(shù)，實現(xiàn)指定的天線方向圖，也稱為陣列天線綜合。典型的陣列天線綜合法通過改善天線陣的單元總數(shù)、單元間距以及各單元的電流幅度和相位來獲得指定的輻射增益圖，但是該方法在復雜、自由度低的陣列天線優(yōu)化問題上具有一定的局限性，而智能優(yōu)化

2、算法則不存在這個問題，它以其穩(wěn)定性、隨機性及全區(qū)域尋優(yōu)能力，被廣泛應用于陣列天線優(yōu)化領域。因此本文基于智能優(yōu)化算法和有限元法對陣列天線綜合問題進行研究，主要研究成果如下：
　　1．混合優(yōu)化算法的研究。由于傳統(tǒng)的陣列天線綜合法具有一定的局限，并且隨著陣元個數(shù)的增加，傳統(tǒng)陣列天線綜合法的難度就隨之增高，因此利用便捷、快速的智能優(yōu)化算法進行陣列天線研究已經(jīng)越來越被人們所重視。本文通過對于GA算法，PSO算法等優(yōu)化算法的學習，利用自然界中

3、生物雜交的思想，將GA算法以及PSO算法相融合，充分利用這兩種算法各自的優(yōu)點，研發(fā)出一種適合于陣列天線優(yōu)化問題的新型混合算法，該方法結合了兩種尋優(yōu)方法各自的優(yōu)點，不僅令粒子的多樣性得到提升，而且全局和局部搜索得到了平衡。與此同時，本文也研究與探討了參數(shù)選擇對混合算法的性能影響，以及不同算法間的比較。
　　2．基于傳統(tǒng)的方向圖乘積原理，對對稱振子陣和微帶天線陣進行波束賦形的研究。本文通過陣列天線基本原理與優(yōu)化算法的結合，對基本半波振

4、子天線陣和微帶天線陣進行研究，比較幾種優(yōu)化算法的優(yōu)劣并實現(xiàn)余割平方波束賦形以及矩形波形賦形，其中矩形波束賦形實現(xiàn)在某一段輻射角度內(nèi)，陣列天線增益變化較小，并且天線副瓣均低于-15dB，余割平方波束賦形則實現(xiàn)30°的余割平方賦形。最后比較兩種陣列天線的區(qū)別，通過結果比較發(fā)現(xiàn)微帶天線陣實用性更強，效果更好。
　　3．設計優(yōu)化結果精準的天線陣輻射方向圖優(yōu)化方法。傳統(tǒng)的天線陣輻射方向圖乘積法是不研究天線間互耦的，因此本文對該方法進行改進，