遗传算法在阵列天线赋形波束综合中的应用

基于遗传算法，提出了一种新的阵列天线赋形波束综合方法，在阵列天线单元数，单元间距一定的情况下，对阵列天线单元馈电幅度，相位进行优化选择，使赋形波束达到设计要求，解决了遗传算法在阵列天线赋形波束应用时的关键技术和实现方法，进行了实验例证，获得了优良的赋形波束形状，显示了遗传算法在天线设计中的广泛应用前景。     

基于仅相位加权的阵列天线波束赋形优化方法

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.     

具有散射对消功能的赋形阵列天线优化

针对阵列天线的隐身问题,提出了一种基于对消式有源隐身的新方法。首先通过粒子群算法（PSO）对阵列天线进行优化综合,分别产生赋形主波束和与阵列天线结构项散射场等幅反相的对消波束,然后根据主波束与对消波束的相对大小将两组激励线性叠加,叠加后的激励能够使得阵列天线在产生赋形主波束的同时生成对消波束,以抵消阵列天线自身的散射。该方法为低RCS阵列天线的设计提供了一种新思路,数值计算结果表明了方法的可行性。     

遗传算法在赋形波束阵列天线优化中的应用

本文对遗传算法应用于赋形波束阵列天线优化进行了研究,通过对算法的综合和改进,使赋形波束阵列天线在给定副瓣电平和波束覆盖的条件下,增益得到了明显改善,达到了优化的目的,证实了遗传算法应用于此类问题的可行性和有效性.     

基于差分进化算法的阵列天线波束赋形研究

在阵列天线波束赋形设计中,通常方法是对阵列的阵因子进行分析,这类方法没有考虑阵列单元的影响,所设计的波束形状与要求的有一定差异。本文将差分进化算法(DE)与高频电磁仿真软件HFSS相结合,分析阵中每个单元的影响,减少波束赋形结果与天线实际方向图之间的差异。文中对一个微带缝隙阵列天线进行了低副瓣优化设计,设计结果和HFSS仿真结果吻合良好,两者之间差异在0.3dB范围之内,验证了设计方法的可行性。     

一种利用相控天线阵综合扇区波束的方法

提出一种利用遗传算法优化得到的阵列天线综合扇区方向图的方法，并分析了其性能及对误差的敏感度。该阵列可用于TD-SCDMA系统实现分扇区技术和波束赋形技术的结合使用。     

一种基于DFP-BFGS算法的阵列天线波束赋形方法

为优化得到给定形状的目标方向图,引入了一种基于DFP-BFGS无约束最优化算法的数值方法.优化过程是先对阵列各单元的激励幅度和相位同时优化,然后对得到的阵列激励幅度数据进行部分调整,使其更加均匀以便于馈电网络的设计.最后固定激励幅度分布,仅对相位数据进行优化.在实现对方向图主瓣波束赋形的同时,得到了较为均匀的激励幅度分布.该优化方法具有应用灵活和结果可调控的优点,是一种实现阵列天线波束赋形的实用方法.     

遗传算法综合智能天线的赋形波束

余割赋形波束由于其在很宽的角度内有强度近于恒定的回波,被广泛应用于阵列天线中。建议在智能天线中引入余割赋形波束,采用遗传算法进行综合,并结合遗传算法和实验,得到了期望的结果。仿真和测试结果均表明了此方法的有效性。     

基于投影矩阵法的阵列天线波束形成方法

该文介绍一种阵列天线波束形成的新算法投影矩阵法,包括复系数、仅相位、仅幅度的波束形成技术,并推广应用到多目标波束综合设计中。文中首先给出采用投影矩阵法进行阵列天线复系数和仅相位波束形成的计算方法,然后提出仅幅度控制下的投影矩阵法,并进一步应用到多目标波束同时优化设计中。该文计算了多种工程应用例子,特别是满足全口径和多子孔径波束优化的仅幅度控制技术、满足多波束优化的仅相位控制及共用幅度优化技术,对算例的设计达到了采用优化激励系数控制波束指向、波束赋形、旁瓣电平等性能要求,实现了阵列天线的波束形成。仿真结果说明了投影矩阵法的有效性,适用范围广泛。      

一种自适应阵列天线波束赋形合成算法

自适应阵列天线中的波束赋形技术是智能天线数字信号处理部分的核心,在介绍和比较常用波束赋形算法以及RLS算法的基础上,提出了-种改进的RLS算法以提高系统的性能。对于用自适应阵列天线改善GPRS基站系统,提高其容量、减少干扰信号、提高信噪比、提高系统频谱利用率有很大的现实意义。     

数字阵雷达天线波瓣图测试方法与试验验证

针对固定式相控阵雷达在中场法或远场法中不能实时得到天线波瓣图的问题,提出了采用扫描波瓣图替代天线波瓣图进行天线测试的方法。从理论上分别推导了和波束与差波束扫描波瓣图和天线波瓣图的解析式,研究了单元波瓣图对扫描波瓣图和天线波瓣图的影响,指出了在单元波瓣主瓣范围内扫描波瓣图和天线波瓣图近似等价。仿真和试验结果 均表明:扫描波瓣图和天线波瓣图在各项性能指标上都是等价的,可用于指导雷达总体依据扫描波瓣图对天线进行验收。     

有源相控阵天线发射方向图测试简易方法

有源相控阵天线需要对接收和发射两种状态的天线方向图进行测试。现有天线测试远场只能进行接收态的方向图测试,介绍了在远场进行发射态方向图测试的一种简易方法。利用远场的测试转台和发射喇叭,使用频谱分析仪接收有源相控阵天线发射的数据,编制测试软件采集处理数据,即能实现有源相控阵天线发射方向图的测试。该测试方法简单易行。     

箭载共形相控阵天线波控系统设计分析

为完成适用于天基测控的箭载共形相控阵天线对波束指向控制的需求,分析了箭载天线波控系统的设计要求与任务,论述了平面相控阵天线波控系统的实现方法,并根据波控系统基本原理推导出基于阵因子函数的箭载共形相控阵天线波控算法。针对运载火箭天基测控这一新需求提出了基于查表法的集中式波控设计方案,给出了系统设计方法。样机测试结果表明,该波控系统方案正确、可行,满足工程需求。     

抗干扰天线及天线阵列研究

本文对抗干扰天线及天线阵列进行了研究,提出了一种小型化的微带贴片天线,并使用该天线单元进行组阵。文中提出的立体天线阵列的主天线单元实现了宽波束和在低仰角方向上增益的改善,能够满足工程应用的需要。     

基于窗函数的相控阵天线技术研究

对相控阵天线的基本原理、天线阵的加权方式及窗函数的概念进行了研究。利用MATLAB软件对相控阵天线方向图进行了仿真,重点通过窗函数仿真了相控阵天线的波束方向图,直观地显示出加权对于相控阵天线波束形成的影响。     

基于遗传算法的基站天线波束赋形设计

天线阵列俯仰面方向图的赋形设计在整个基站天线设计过程中是一项关键的技术。考虑互耦以及反射板影响的实际天线阵列,选择阵列中每个天线单元的馈电幅度和相位作为优化变量,采用遗传优化算法对天线阵列垂直面方向图的下半空间零陷填充和上半空间副瓣抑制等指标进行优化,结果满足要求,具有较强的实用性。     

超宽带阵列天线的接收波束形成研究

针对超宽带接收波束形成问题,提出了一种基于延迟线(tapped delay line)网络结构阵列信号处理方法,应用这种方法修正各路信号,最后对齐信号合成输出。详细分析了基于延迟线的数字波束形成原理,研究了该方法对空间信号的接收性能,并通过仿真验证了这种方法的可行性。分析了阵列天线参数的选取及方向图出现栅瓣的情况。这种方法处理阵列信号简单实用,易于工程实现。     

一种旋转可控式二元AIS 八木天线阵列

为改善自动识别系统(AIS)数据丢失问题、增大AIS 基站通信距离、解决通信覆盖区域单一的问题, 针对传统AIS 全向天线和定向天线的不足,研究出旋转可控式二元八木天线阵,每个阵元都由八木天线组成,通过电控可以使两个阵元同步旋转,也可以分别旋转。当两八木天线平行时,天线阵增益最大,经测试可达近17 dBi。做了AIS 信息接收实验,天线可以接收距长江口50 海里以内水域的AIS 信息。通过各自旋转并改变天线阵元的角度,可以实现方向图的快速切换。对八木天线进行理论分析,利用基于有限元算法的HFSS 进行仿真,仿真结果与实验结果相近。该天线阵既确保了天线增益,又能通过电控来实现波束快速转换,较一般天线通信距离更长,且能灵活控制通信覆盖范围,对AIS 可靠的数据交换及海事监管具有一定的参考价值。     

An optimal linear and elliptical antenna array design using black widow optimisation for 5G communication

This research illustrates a precise linear and elliptical antenna array design for synthesising the optimal far-field radiation pattern in the fifth-generation (5G) communication spectrum using a meta-heuristic optimisation technique known as black widow optimisation (BWO). 5G communication is an emerging technology with revolutionary changes in the wireless communication system with ultra-high data rate, enhanced capacity, low latency and good quality of service. An accurate antenna array design for an ideal far-field radiation pattern synthesis with a suppressed side lobe level (SLL) value and half power beam width (HPBW) is the most crucial aspect of 5G communications. A suppressed SLL is necessary to reduce interference in the entire side lobe region, whereas a low HPBW is required for long-distance communication. Here, the BWO is employed to find the optimal feeding current to each array element to lower the SLL and the HPBW value. The BWO algorithm sustains impeccable equity between the exploration and exploitation stages to impact different potential regions of the search space and generate new solutions to attain the global optima by evading the trap of local optima. The design examples of the linear antenna array (LAA) and elliptical antenna array (EAA) are illustrated in this article by applying the optimal feeding currents to each array element. Compared to the uniform antenna array and methodologies described in the recently published literature, the results obtained utilising the BWO algorithm for designing the LAAs and EAAs demonstrate a substantial development in the reduction of SLL and HPBW.     

基于改进粒子群算法的共形阵列天线综合

共形阵列天线的赋形方向图综合涉及大量的运算,成为现在研究的一大难点,目前对共形阵方向图综合的研究比较少,且所用算法存在理论复杂、耗时长的缺点。文中运用改进粒子群算法对圆环阵、圆柱阵方向图的综合进行了研究,仿真结果表明,改进粒子群算法能够较快地形成期望方向图,证明了该方法的有效性和实用性。