基于遗传算法多子阵平板天线旁瓣电平优化

从理论上分析了多子阵平板天线的方向图特性,指出其旁瓣电平难以通过传统的不等幅馈电技术得以抑制.以降低天线扫描范围内的最高旁瓣电平为目标,采用遗传算法对子阵间距进行优化,并在间距优化的基础上讨论了天线单元方向性与不等幅馈电技术对旁瓣电平的影响.仿真结果证明了理论分析的正确性,表明子阵间距优化可以显著降低天线的旁瓣电平,且...     

多子阵平板天线峰值旁瓣优化

针对多子阵平板天线离散口径带来的高旁瓣问题, 分析了不同仰角下的峰值旁瓣电平成因, 提出了降低多子阵天线峰值旁瓣电平的方法。以降低工作范围内的峰值旁瓣为目标, 采用遗传算法研究了天线口径、阵元方向性、幅度衰减等因素对多子阵天线的影响, 实现了峰值旁瓣的最佳优化。仿真结果表明, 多子阵天线的方向图综合仅需考虑最小间距约束; 除子阵间距外, 阵元方向性和幅度衰减对多子阵天线的优化也有一定的影响, 在优化过程中需综合考虑, 本文方法与分析结果可为多子阵平板天线的设计提供参考。     

多个抛物面合成天线的旁瓣抑制

采用多个小口径抛物面天线组成天线阵是反射面动中通系统降低天线高度的重要方法,但由于天线尺寸和数量的限制,合成天线方向图会形成较高的旁瓣。从理论上分析了抛物面合成天线的方向图特性,给出了几种降低峰值旁瓣电平的方法,并结合仿真实验讨论了不等幅馈电技术、天线间距以及子天线口径对合成天线峰值旁瓣电平的影响,采用遗传算法,以降低合成天线峰值旁瓣为优化目标对上述因素进行了全局优化。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明综合运用不等幅馈电技术和减小天线间距可以显著降低天线旁瓣电平。     

基于改进麻雀搜索算法的稀布线阵综合方法

针对阵列天线中阵列孔径、阵元数目、阵元间距等多约束的稀布线阵综合问题,文中提出了一种基于改 进麻雀搜索算法的稀布阵列综合优化方法。给出了改进麻雀搜索算法的流程,并在确定阵列孔径、阵元数目和最小阵 元间距的约束条件下,采用Tent 混沌映射进行天线阵元位置的初始化,提高算法的搜索性和收敛性,实现了抑制天线 峰值旁瓣电平(PSLL)的稀布线阵综合仿真。仿真结果表明,所提出的方法相比于其它文献中的优化方法,能够得到更 低的峰值旁瓣电平,稳健性好,效率高。在仿真结果的基础上,引入实际天线进行组阵分析,验证了该方法的可行性。     

基于遗传算法的球面阵列旁瓣电平优化方法

针对共形球面天线阵列,采用有向天线阵元,在保持阵列孔径不变的条件下,以阵元分布位置作为优化变量,以降低最大相对旁瓣电平为优化目标,运用改进的遗传算法对阵列进行稀疏优化,仿真结果表明:该方法能够降低球形阵列的旁瓣电平,达到了减少阵元个数、降低天线系统成本的目的。     

风驱动优化的共享孔径方向图综合

针对共享孔径阵列天线,基于一种新型的全局优化算法——风驱动优化,提出了一种新的共享孔径方向图综合方法。首先,设计两阵列相邻阵元的间距约束条件,将两个子阵波束图的最高旁瓣电平作为优化目标。然后,在约束公式条件下,先后确定子阵1和子阵2阵列单元的初始坐标,通过利用风驱动算法优化两子阵单元坐标位置来降低旁瓣电平,实现不同频率的共享孔径阵列天线设计。最后,通过与粒子群算法和传统SMI算法对比,验证了该算法在共享孔径方向图中的可行性和有效性。     

幅值比约束下稀布阵的旁瓣抑制混合算法

针对非均匀稀布圆环阵的旁瓣抑制问题提出了一种基于粒子群算法和二阶锥规划算法的混合算法。该混合算法结合两种算法的优势,将粒子群算法作为全局搜索器进行阵元位置的优化,二阶锥规划算法作为局部搜索器进行阵元权值的优化,能够获取较低的峰值旁瓣电平。该算法同时引入相邻阵元最小间距的约束,优化了算法的搜索空间,提高了寻优效率。最后,考虑到阵列天线系统的可实现性,给出了动态幅值比约束下的混合算法。与粒子群算法和参考文献方法的对比实验结果表明:本文算法可进一步降低稀布圆环阵的旁瓣电平,仿真数据验证了算法的有效性和天线系统的可实现性。     

多子阵平板天线波束指向频率响应分析与固定长度延迟线应用

天线高度是宽带卫星移动通信系统推广应用的一个重要制约因素,采用多子阵技术可以降低平板天线的天线高度。然而多子阵平板天线阵的离散口径会造成天线波束指向频率响应的恶化。为改善天线波束指向频率响应,该文采用固定长度延迟线与移相器相结合的两级馈相方法,提出了一种基于多套延迟线的切换波束技术,将天线波束的扫描范围划分为多个区域,各区域采用不同的延迟线以合成相应的波束。仿真结果表明,该方法可以有效减小天线波束指向漂移,满足卫星移动通信系统对天线波束指向精度的要求。     

运用遗传算法优化共形球面天线阵列

针对共形球面天线阵列,采用遗传算法这一全局优化方法,在保持阵列孔径不变的情况下,以阵元分布位置作为优化参量,以最大相对副瓣电平为优化目标,进行稀疏优化,减少了阵元数量,降低了成本。仿真结果表明,该方法可有效地降低球形阵列的旁瓣电平。     

改进CQPSO算法的双频航向信标方向图优化

针对仪表着陆系统中的双频航向信标（localizer,LOC）阵列天线最大旁瓣电平抑制和覆盖性能优化问题,改进了一种混沌量子粒子群（chaos quantum particle swarm optimization,CQPSO）算法,对既定约束的LOC阵列天线方向图进行馈电参数寻优。在分析双频LOC覆盖形成的基础上,剖析了国际民航组织对LOC信号的覆盖要求,获得LOC方向图应满足的约束条件。为提升全局寻优能力和有效避免陷入局部最优,引入混沌思想和加权平均最优位置对CQPSO算法进行改进,使用改进的CQPSO算法对20阵元等间距LOC阵列天线进行约束条件下的馈电参数寻优,并依据所获得的馈电参数仿真分析LOC阵列天线的方向性。仿真实验表明,改进CQPSO算法寻优得到的馈电参数形成的方向图,相比于目前广泛使用的24阵元等间距LOC阵列天线的方向图,在天线数量减少16.67%的情况下,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了3.32 dB,且覆盖性能更好;而相比于目前广泛使用的20阵元不等间距LOC阵列天线的方向图,航道信号辐射的最大旁瓣电平降低了25.55 dB,证明了改进CQPSO算法的有效性。     

Sidelobe Reduction of Low‐Profile Array Antenna Using a Genetic Algorithm

A low‐profile phased array antenna with a low sidelobe was designed and fabricated using a genetic algorithm (GA). The subarray distances were optimized by GA with chromosomes of 78 bits, a population of 100, a crossover probability of 0.9, and a mutation probability of 0.005. The array antenna has 24 subarrays in 14 rows, and is designed as a mobile terminal for Ku‐band satellite communication. The sidelobe level was suppressed by 6.5 dB after optimization, compared to the equal spacing between subarrays. The sidelobe level was verified from the far‐field pattern measurement by using the fabricated array antenna with optimized distance.     

位置误差和相位误差对模块化天线阵的影响

对于采用自定位设计的模块化天线阵，推导了单元位置误差和子阵位置误差的取值范围与天线副瓣累积概率的关系，以及相位误差与天线副瓣累积概率的关系。通过实例证明，欲实现的天线的副瓣值不同，不同方向的位置误差对天线副瓣累积概率的影响是不同的。     

位置误差和相位误差对模块化阵列天线的影响

对于采用自定位设计的模块化阵列天线,推导了沿小x、y、z三个方向的单元位置误差和子阵位置误差的取值范围与天线副瓣累积概率的关系,以及相位误差的取值范围与天线副瓣累积概率的关系,表明了扫描角的变化对副瓣累积概率的影响.通过实例说明,在同样的位置误差下,具有不同排列方式的阵面的天线副瓣概率值是不同的.     

随机误差对模块化阵列天线副瓣的影响

推导了相位误差、单元位置误差和子阵位置误差的取值范围与模块化阵列天线副瓣累积概率的关系,以及单元位置误差、子阵位置误差与整体位置误差的关系.通过实例说明,激励幅相误差、单元位置误差和子阵位置误差,对实现超低副瓣都是至关重要的.     

电子对抗环境下ADBF相控阵雷达的阵列结构优化

ADBF相控阵雷达通常采用子阵结构。子阵结构对系统性能具有显著影响,对相控阵进行最优子阵划分具有重要的理论与应用意义。该文利用多目标进化算法(MOEA)进行子阵结构优化,使系统在主瓣干扰下具有尽可能好的抗干扰及和、差波束旁瓣抑制性能。将和波束自适应方向图的旁瓣电平、系统输出SINR及差波束的旁瓣电平作为优化目标,构造了5种目标函数。给出了MOEA子阵结构的编码方法。基于Pareto秩排序的MOEA将3032的平面阵划分为64个子阵的仿真结果表明,系统的多种性能得到了提高。     

Sidelobe level and wideband behavior of arrays of random subarrays

We propose an extension to the concept of random antenna arrays. Three new array geometries are introduced which are intended to incorporate the wide bandwidth capability of a random array while having simplified geometry to increase their suitability for lower-cost applications. The behaviors of the periodic array of random subarrays, array of periodically rotated random subarrays, and array of randomly rotated random subarrays are each characterized probabilistically. Results indicate that subarray rotation can lower the sidelobe level of the array factor. An example of the design process is presented with calculated array factors.     

非均匀邻接子阵结构划分方法研究

子阵级的自适应处理可以用小代价获得比较好的处理性能,对于大型面阵的数据处理,提出了一种方法来划分非均匀子阵。计算机仿真结果表明,这种子阵结构的自适应方向图不但没有栅瓣,而且其主副瓣差值可以达到30dB以上,并可以在干扰方向和杂波处形成了很深的凹口。     

An affordable millimeter-wave beam-steerable antenna using interleaved planar subarrays

Design and fabrication aspects of an affordable planar beam steerable antenna array with a simple architecture are considered in this paper. Grouping the elements of a phased array into a number of partially overlapped subarrays and using a single phase shifter for each subarray, generally results in a considerable reduction in array size and manufacturing costs. However, overlapped subarrays require complicated corporate feed networks and array architectures that cannot be easily implemented using planar technologies. In this paper a novel feed network and array architecture for implementing a planar phased array of microstrip antennas is presented that enables the fabrication of low-sidelobe, compact, beam-steerable millimeter-wave arrays and facilitates integration of the RF front-end electronics with the antenna structure. This design uses a combination of series and parallel feeding schemes to achieve the desired array coefficients. The proposed approach is used to design a three-state switched-beam phased array with a scanning width of /spl plusmn/10/spl deg/. This phased array which is composed of 80 microstrip elements, achieves a gain of >20 dB, a sidelobe level of <-19 dB and a 10-dB bandwidth of >6.3% for all states of the beam. The antenna efficiency is measured at 33-36% in X band. It is shown that the proposed feeding scheme is insensitive to the mutual coupling among the elements.     

一种低旁瓣子阵级自适应波束形成方法

相控阵雷达在军事上的应用日渐广泛,要满足雷达系统性能日益增长的需求,必须采用大孔径天线,以便得到更高的角度和距离分辨率。大型面阵的全自适应波束形成计算量庞大,采用子阵级自适应波束形成可以用较小的代价实现较优的自适应性能。研究了等幅平面阵的子阵级波束形成技术,并针对非均匀划分的子阵结构,采用了子阵级通道噪声功率的归一化处理。该方法不仅能够有效降低子阵级方向图的旁瓣电平,其自适应性能保持良好。仿真验证了该方法的有效性。