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给出了一种仅改变相位分布的阵列天线波束赋形优化算法.在不改变阵列天线各单元的馈电幅度分布的前提下,为了使天线的辐射波束形成给定的方向图形状,采用联合应用DFP和BFGS公式的变度量优化算法对阵列天线各单元的馈电相位分布进行优化,使得优化后的阵列天线主波束形状能够与预给的波束形状吻合,从而达到设计要求.该方法为N维函数无约束极小值方法,具有快速收敛、计算量小的优点,是一种阵列天线波束赋形的通用方法. 相似文献
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介绍了一种阵列天线快速赋形方法,该方法基于Orchard综合,采用遗传算法对Schelkunoff单位圆零点的位置移动实现波束赋形。波束赋形分为两个步骤:1)根据副瓣电平采用解析法确定初始零点位置;2)以赋形区域内零点径向位移作为自由度,用遗传算法进行赋形区域单目标寻优。相对常见以阵元的幅度相位作为自由度编码的遗传算法赋形,该方法不仅有效避免了副瓣和赋形区的多目标均衡问题,而且算法自由度大幅减少,收敛速度快,能够同时实现较低副瓣电平和赋形区精度要求。通过余割平方赋形和扇形波束两个实例说明该方法的有效性,可以应用于阵列天线快速赋形设计。 相似文献
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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. 相似文献
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P. N. Bashly B. D. Manuilov A. A. Morozov 《Journal of Communications Technology and Electronics》2012,57(7):689-695
A method for the synthesis of the amplitude-phase distribution of an antenna array, which uses embedded element patterns, is developed. In the general case, the method ensures formation of an arbitrary shaped-beam pattern. Features of the synthesis of shaped-beam patterns of antenna arrays with elliptical polarization and vector patterns are considered. The numerical analysis of the synthesis method, which is performed for an array of rectangular waveguides with vector patterns, confirms the efficiency of the proposed approach. 相似文献
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The application of global optimization techniques, such as genetic algorithms, to antenna array layouts can provide versatile design methodologies for highly directive, thinned, frequency agile, and shaped-beam antenna systems. However, these methodologies have their limitations when applied to more demanding design scenarios. Global optimizations are not well equipped to handle the large number of parameters used to describe large- antenna arrays. To overcome this difficulty, a new class of arrays was recently introduced called polyfractal arrays that possess properties well suited for the optimization of large- arrays. Polyfractal arrays are uniformly excited with an underlying self-similar geometrical structure that leads to aperiodic element layouts. This paper expands on polyfractal array design methodologies by applying a robust Pareto optimization technique with the goal of reducing the peak sidelobe levels at several frequencies specified over a wide bandwidth. A recursive beamforming algorithm and an autopolyploidy based mutation native to polyfractal geometries are used to dramatically accelerate the genetic algorithm optimization process. This paper also demonstrates that the properties of polyfractal arrays can be exploited to create designs that possess no grating lobes and relatively low sidelobe levels over ultrawide bandwidths. The best example discussed in this paper maintains a dB peak sidelobe level with no grating lobes from a , to more than a minimum spacing between elements, which corresponds to at least a 40:1 bandwidth for the array. 相似文献
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电磁仿真技术在现代天线设计中发挥着重要作用。讨论了一种结合遗传算法和全波电磁仿真软件HFSS 的天线优化设计方法。采用遗传算法进行天线设计,能够直接设计一种新结构天线,并易于对天线的结构进行调整。在介绍了遗传算法基本原理的基础上,阐述了遗传算法在天线仿真和优化设计中的具体应用问题。通过VBS脚本将遗传算法与Ansoft HFSS 连接起来,对一种电磁耦合馈电的双极化毫米波微带天线进行了优化设计,展宽了该天线的阻抗带宽,天线指标满足设计要求,表明了采用遗传算法进行天线仿真的可行性。 相似文献
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基于空间映射及遗传算法的车载天线优化配置 总被引:2,自引:2,他引:0
车载天线间干扰十分严重,不能采用普通的电磁兼容方法进行干扰抑制,只能通过合理的天线布局优化来降低干扰.工程中多采用简单的数学模型结合测试的方法来进行车载天线布局设计,效率低又不够精确.基于矩量法的车载天线耦合的数学模型,并在此基础上结合实际装车的特点提出了车载天线布局优化的目标函数,详细讨论了如何利用空间映射算法和遗传算法实现车载天线布局的优化配置,既兼顾精度和效率,又为实际工程提供了理论上的依据.经过实际测试验证,这种方法是行之有效的. 相似文献
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利用优化算法和天线数值计算方法实现对天线结构的自动设计(Automated design)是现代天线研究的一个重要趋势.本文讨论了天线自动设计的原理和流程,采用遗传算法(Genetic algorithms)和NEC(Numerical electromagnetics code)天线数值计算程序,建立了一套天线自动设计软件平台.采用并行计算技术提高自动设计效率,搭建了一套Beowulf并行计算机系统,首次提出非堵塞式主从并行遗传算法的实现方案.以对锥削螺旋-圆锥喇叭天线的自动设计为例,结果表明该自动设计软件平台具备对复杂天线进行准确和有效设计的能力.16节点的并行效率达到了82.25%,超过同类研究结果. 相似文献
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双交换遗传算法及其在非周期天线阵方向图综合中的应用 总被引:3,自引:0,他引:3
提出了一种双交换遗传出法,它拓展了传统遗传算法的基本思想,通过引入双交换繁殖操作和参数化染色体,摆脱了传统遗传算法收敛对初始群体的依赖性,避免了传统遗传算法繁琐的编解码过程,因而,它比传统遗传算法更有效和更实用,为了说明双交换遗传算法的有效性和实用性,将双交换遗传算法应用于非周期圆形天线阵扫描方向图综合,应用表明双交换遗传算法可以成为一种通用的阵列天线辐射方向图综合工具。 相似文献