稀布陣列方向圖綜合優(yōu)化算法研究.pdf

1、在需要有窄的波束寬度而不需要高的增益等應(yīng)用中，將天線陣元稀疏地布置是一種有效且經(jīng)濟(jì)的方法，由于天線陣元在固定陣列孔徑范圍內(nèi)稀疏地布置，此時(shí)陣列方向圖波束寬度基本不變，陣元間互耦減弱，系統(tǒng)成本和故障率降低，這些優(yōu)點(diǎn)使得稀布天線陣列在雷達(dá)、電子對(duì)抗、聲吶、無(wú)線通信和射電天文學(xué)都有著廣泛的應(yīng)用。方向圖綜合技術(shù)通過(guò)優(yōu)化天線陣元位置、激勵(lì)和相位來(lái)逼近給定的期望方向圖，天線綜合是天線分析的逆問(wèn)題。本論文主要圍繞稀布陣列、稀疏陣列總結(jié)了一些常規(guī)的陣列

2、方向圖綜合方法并發(fā)展了一些新的方法，研究了大型線陣、大型平面陣列的方向圖綜合方法，并將稀布陣列、稀疏陣列方向圖綜合方法集成到一款相控陣天線綜合軟件中。本文的主要工作如下：
　　本文首先介紹了平面陣包括矩形柵格平面陣、同心圓環(huán)陣，和共形陣的陣列方向圖原理，將改進(jìn)的遺傳算法應(yīng)用到在小型稀疏線陣和小型稀布線陣方向圖優(yōu)化中，提出了在限定陣列孔徑條件下，優(yōu)化陣元位置和陣元激勵(lì)的稀疏線陣、稀布線陣優(yōu)化布陣數(shù)學(xué)模型，該布陣模型可用于推廣到二維平

3、面稀布陣列布陣模型中。
　　本文研究了基于自適應(yīng)參數(shù)控制和進(jìn)化狀態(tài)更新的自適應(yīng)粒子群算法，自適應(yīng)粒子群算法使用系統(tǒng)性的參數(shù)自適應(yīng)更新策略和精英學(xué)習(xí)策略，與經(jīng)典粒子群算法相比，自適應(yīng)粒子群算法具有更高效的搜索效率。研究了將自適應(yīng)粒子群算法用于降低稀布線陣峰值旁瓣電平的陣元位置和陣元激勵(lì)優(yōu)化中，得到比遺傳算法較好的結(jié)果并將該方法推廣到二維稀布陣列的方向圖綜合中。
　　本文還研究了大型線性陣列和大型稀布平面陣列以及大型同心圓環(huán)陣列

4、方向圖綜合問(wèn)題。由于凸優(yōu)化算法CVX和全局優(yōu)化算法對(duì)于大型陣列無(wú)法求解或者求解精度不高，我們應(yīng)用非均勻傅里葉變換（None Uniform Fast Fourier Transform，NUFFT）算法研究了一種非均勻陣列方向圖快速綜合方法，該算法的核心思想是通過(guò)將非均勻陣列插值為虛擬均勻陣列，然后用循環(huán)快速傅立葉變換FFT算法計(jì)算天線陣元激勵(lì)。本文對(duì)大型線陣、大型面陣、大型同心圓環(huán)陣列采用NUFFT算法進(jìn)行快速方向圖綜合，相關(guān)仿真結(jié)果