低副瓣任意波束直接合成算法研究

在传统阵列天线波束赋形设计中，通过对阵元天线辐射方向图进行幅度相位加权，获得阵列合成方向图.通常阵元激励幅度相位权值的获取，取决于优化算法对目标方向图和阵列合成方向图的对比，通过对阵元激励幅度相位进行大量随机选参后，获得优化结果.由于算法通常是基于相关的阵元方向图，且算法中缺乏副瓣抑制机制，使得方向图合成效率不高且副瓣效果通常不理想.该文设计了一种任意波束直接合成算法.该方法首先在阵元方向图的基础上获得一组互相独立的高增益窄波束（自由基波束），然后基于此波束进行方向图的直接合成，使波束赋形问题统一到基于自由基波束权值运算的范畴内，对波束赋形问题进行了统一，避免了未知参量的随机优选过程，极大提升了阵列天线波束赋形设计的效率.同时在自由基设计的过程中结合了副瓣抑制机制，且这种副瓣抑制机制与波束赋形过程互相独立，使合成波束的副瓣天然地具备了低副瓣的特征.     

基于粒子群算法的天线阵方向图优化

雷达阵列天线常涉及方向图综合,而天线阵综合常常是利用优化算法优化单元幅相及间距等参数的过程。粒子群算法具有理论简单、参数少和易于实现等特点,文中基于这一简单易行的优化算法,给出一种阵列天线赋形波束综合方法。通过优化阵列天线中各单元的馈电幅度和相位同时实现主瓣的赋形和副瓣电平的抑制,或通过仅相位加权实现主瓣波束赋形,得到优良的余割平方赋形。通过实例设计验证了粒子群算法优化天线阵方向图的有效性。     

数字波束方向图综合技术

数字波束形成技术充分利用了阵列天线所检测到的空间信息,可以获得超分辨率和低副瓣的性能、实现波束扫描和波束赋形等。提出一种基于线性约束最小方差波束形成算法的方向图综合算法,算法通过迭代运算,能够获得需要的方向图形状。算法仿真以降低由24个天线单元组成的均匀圆阵的方向图副瓣为例,通过3次迭代运算,将副瓣电平降至-40dB左右,满足了工程需要,说明算法是有效、可行的。     

随机误差对雷达阵列天线低副瓣波束影响的分析

低副瓣阵列天线是现代雷达的普遍要求,但低副瓣天线的方向图指标通常受随机误差影响较大,设计时若不充分考虑随机误差对这些指标的影响,将会对实际结果产生较大影响.针对上述问题,提出了一种适合于雷达阵列天线低副瓣波束的幅相随机误差分析方法,可确定低副瓣波束Taylor综合的合理副辫值和满足副瓣指标要求的幅相误差,并分析了幅相误差对阵列方向系数及波束指向的影响.仿真结果表明:该方法可靠有效,可为天线阵面和馈电网络设计以及安装精度提供依据.     

混合算法在稀布阵设计中的应用

提出把混合优化算法IGA-EDSPSO(Improved Genetic Algorithm-Extremum Disturbed Simple Particle Swarm Optimization)和基于RWG基函数的MoM-PO混合算法用于最小阵元间距约束的稀布阵列设计中.通过调整阵元间距来优化辐射阵因子,改善了阵列天线的辐射性能.与以前的方法相比,该方法在处理大型阵列时,降低了对计算机资源的需求,有效地实现了考虑互耦情况下副瓣电平的抑制,真实地考虑了天线的整个结构对于方向图的影响,对低副瓣电平阵列天线的设计有一定的指导意义和参考价值.     

一种唯相位加权降低天线副瓣技术研究

通过分析几种优化阵列副瓣算法的特点,提出将差分进化算法与模拟退火方法相结合的方法,实现了唯相位加权降低阵列天线副瓣。采用快速傅里叶变换法提高计算阵列天线方向图的效率。为了证明该方法的有效性,给出了40×40均匀阵列的唯相位加权低副瓣优化结果,阵列天线副瓣唯相位加权优化后达到了-22.13 d B。     

基于数字波束形成阵列天线低副瓣实现方法研究

在阵列天线数字波束形成系统中,天线的副瓣性能是很重要的,低副瓣阵列天线是实现现代高性能通信的关键技术之一.本文对等三角形排列的多个阵元的几种幅度加权方法进行研究比较,通过仿真选择一种获得低副瓣电平的最优方法.     

基于FFT变换的阵列天线低副瓣方向图综合

阵列天线的最大优点是可波束赋形,产生低副瓣的和特定零陷的方向图,加窗锥削即是波束赋形的一种。本文针对有限视场相控阵进行分析,根据所要产生的动态方向图,采样后用IDFT的方法得到阵列加权序列;另一方面根据不同的波束宽度和低副瓣要求采用相应的窗函数,再根据确定波束指向的相位,由DFT计算得到方向图,使用Matlab的FFT算法绘制方向图。     

分布式数字合成阵列主辅波束优化

针对分布式数字合成阵列中高副瓣效应导致的多目标探测困难的问题,给出了一种分布式数字接收阵列合成的总体设计技术,一方面利用凸优化数字波束加权设计方法,抑制主波束副瓣;另一方面利用副瓣匿影技术及多匿影波束分段设计方法,实现对副瓣方向干扰的抑制。文中通过检测理论和数值计算给出了系统性能分析,并通过两部合成数字阵列的外场跟飞试验验证了方法的有效性。     

共形相控阵天线仿真与优化

推导了任意有向阵列的方向图函数,采用同心圆等角度配置方式建立了锥面共形相控阵天线模型,得到了该配置方式下天线阵列的方向图函数,最后在该配置方式下对共形相控阵天线的波束特性进行了分析。仿真结果表明：该共形相控阵天线在方位面及俯仰面上波束宽度均为,副瓣电平低于-12dB。