基于改进遗传算法的圆阵稀布方法

由于圆形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但是圆阵方向图却具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对稀布圆形阵列的天线单元使旁瓣电平尽量降低的问题,应用改进的遗传算法,取角度差值为染色体的基因,进行阵列孔径、单元个数、最小间隔一定的稀布优化排列,减小了遗传算法的搜索空间,提高了搜索效率。仿真结果表明:该方法能有效提高收敛速度、降低圆阵的旁瓣电平。     

基于改进风驱动优化算法的稀疏阵列旁瓣抑制方法

针对阵列稀疏通常会引起波束方向图旁瓣电平抬高的问题,本文提出了一种基于改进风驱动优化算法和凸优化的稀疏阵列旁瓣抑制方法。该方法首先针对传统的风驱动优化（Wind driven optimization, WDO）算法缺少普遍适用的参数设置方案,提出了一种结合高斯分布的改进风驱动优化算法。将半圆阵方向图的峰值旁瓣电平作为目标函数,采用改进的WDO算法作为全局优化算法来优化阵元位置,同时采用凸优化算法作为局部优化算法来高效求解有效阵元的最优加权系数,确保了阵元位置和权值的理想匹配。仿真结果表明,在稀疏 阵列阵元数一定的情况下,算法可有效降低旁瓣水平,具有更好的全局寻优能力和更快的收敛速度,为稀疏阵列的旁瓣抑制提供了有效的优化设计方法。     

基于MOPSO与凸优化算法的稀布圆阵列方向图优化

为了降低稀布阵列的峰值旁瓣电平并抑制稀布阵列的栅瓣,提出了一种多目标粒子群与凸优化相结合的方向图综合算法。该算法将多目标粒子群优化(Multi-objective particles swarm optimization,MOPSO)作为全局搜索器,凸优化算法作为局部搜索器来搜索最优解,优化的变量不仅是阵元的权值,而且还加入了阵元位置这一参数,从而能够提供更多的自由度来控制稀布阵列的性能。基于30阵元的稀布圆形阵列的仿真结果表明：与单纯使用MOPSO算法相比,本文提出的用MOPSO算法优化阵元位置,凸优化算法优化阵元权值的联合优化算法,得到的栅瓣和峰值旁瓣电平都小于-19.3　dB。     

基于改进差分进化算法的天线阵列优化研究

针对具有阵元数目、孔径尺寸以及最小阵元间距约束,以抑制峰值旁瓣电平(PSLL),使非均匀阵列单元得到优化布局.优化过程中由于搜索空间较大,优化结果可能出现不可行解.为有效地解决以上两个问题,提出了一种改进的差分进化算法,采用实值编码,通过使用新的个体描述方式,减小了优化搜索空间;同时通过改造适应度函数,避免了变异交叉后出现不可行解.给出了改进算法的流程,通过仿真实例验证了算法的有效性和稳健性.仿真结果表明,改进方法在有最小阵元间距约束下以抑制峰值旁瓣电平为目的的非均匀阵列单元优化布局问题中有良好的应用前景.     

基于遗传算法的圆柱阵列稀疏方法

由于共形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但其耗用较多的阵元,方向图具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,针对基本的共形阵列——圆柱阵列的天线阵元,应用经典遗传算法,以阵元的工作状态为优化参量,对其进行稀疏。减少了阵元数量,仿真结果表明,该方法能有效地降低圆柱阵列的旁瓣电平。     

一种均匀加权线阵的阵元位置优化方法

等间距排列的均匀加权线阵,其峰值旁瓣电平过高,不能在工程中直接使用。为降低其峰值旁瓣电平,提出了一种对其阵元位置进行优化的算法。根据FIR滤波器线性相位条件推导了均匀加权线阵中各个阵元位置应满足的条件,利用该条件并让其归一化方向图与等间距加权线阵的归一化方向图等效,最终得到了均匀加权线阵的阵元位置。仿真结果显示,该等效方法可以得到较低的峰值旁瓣电平。而且对于阵元数目为奇数或偶数的线阵均能起到良好的优化作用,对于实际工程具有一定的参考价值。     

基于凸优化的3D变迹函数水下声呐成像算法

针对水下声呐成像算法中旁瓣电平过高的问题,提出一种基于凸优化的3D变迹函数优化方法,用于成像算法之前,以求在波束形成中获得较低旁瓣电平。利用凸优化算法高效求解满足约束条件的阵元激励权值,将激励权值形成一个3D变迹函数,以幅度变迹的方式作用于各阵元接收的信号,并对幅度变迹后的各阵元接收信号采用延时叠加方法波束形成并成像。以主瓣宽度和峰值旁瓣电平作为衡量波束性能的指标,将所提出方法与切比雪夫窗函数方法和未经变迹函数方法处理进行对比,并进行成像仿真。实验结果表明:所提出方法可以有效地抑制波束峰值旁瓣电平,提高成像对比度。     

遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用

应用实数编码的遗传算法进行阵列天线方向图综合的优化设计.针对阵列天线方向图综合的特点,运用算法,通过优化单元电流幅度、阵元间距,对阵列天线方向图进行了综合优化,其中包括方向图的波瓣控制和零点生成,并同时压低旁瓣电平使其达到期望值.仿真结果表明,通过优化,天线阵的辐射特性获得很大的改善,在主瓣宽度满足要求的情况下,副瓣电平也可达到-33.6100dB.良好的仿真结果表明遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用是有效的,有良好的应用前景.     

基于遗传算法和禁忌搜索的MIMO雷达天线布阵优化

研究MIMO雷达在发射、接收天线孔径长度和阵元数目固定等约束条件下的天线方向图综合。MIMO雷达采用稀布天线,为了克服栅瓣效应并且降低旁瓣电平,同时为了避免遗传算法早熟收敛,进入局部最优,提出了一种基于遗传算法和禁忌搜索的混合二次优化布阵方法。该方法为了保证系统最大自由度,引入了距离扰动,同时对发射天线和接收天线的位置进行两次优化,有效解决了MIMO雷达天线方向图综合中低旁瓣电平设计问题。仿真结果证明了所提算法的有效性和优越性。     

一种广域稀布雷达低旁瓣波束形成方法

广域稀布雷达具有抗干扰、抗摧毁能力强等优点,但是其方向图会因阵元稀布而存在大量的高旁瓣。提出一种脉组内捷变频联合波束形成方法,通过在雷达的连续脉组内发射不同频率的信号,并将不同频率的信号进行相参合成,在使主瓣电平不变的情况下,得到更低的旁瓣电平。通过与遗传算法相结合,并设定适当的约束和适应度函数,经迭代优化后的布局,可以得到具有更低的旁瓣电平的方向图。仿真结果表明：经该方法优化后,广域稀布线阵旁瓣电平降低至-11.85dB,广域稀布面阵方位向和俯仰向旁瓣电平分别降低至-14.18dB及-14.73dB。该方法可以有效降低广稀疏阵列的旁瓣电平。     

Synthesis of sparse planar antenna arrays with multiple constraints

Synthesis of symmetrical sparse planar antenna arrays is introduced in this paper. In order to reduce the peak sidelobe level of the radiation pattern, the element positions of the arrays are optimized by invasive weed optimization with complex boundary conditions. The proposed algorithm changes a two‐dimensional optimization problem into a linear problem, which will reduce the complexity of the optimization procedure. The optimization method can constrain the size of the array aperture, the element number of the array, and the minimum spacing of the adjacent elements simultaneously. The simulation results show the robustness and effectiveness of the proposed method.     

子阵叠加结构降低宽带阵列副瓣电平方法研究

对于子阵级使用延迟线,单元级使用移相器的阵列,当工作频率改变时,由于子阵级方向图中的栅瓣落入单元级方向图的主瓣区域,使阵列方向图的副瓣电平升高.通过采用子阵叠加结构可以有效降低阵列方向图的副瓣电平.仿真结果表明在子阵叠加结构中,除了在子阵级和单元级使用加权分布降低副瓣电平外,子阵叠加比决定了阵列的副瓣性能.当在子阵级和单元级使用泰勒分布,并且子阵叠加比为2时,工作在宽带、宽角下的阵列可以获得较好的副瓣性能.     

Reduction of sidelobe levels in interrupted phased array antennas by means of a genetic algorithm

Interruptions in the regular lattice of a phased array antenna can lead to elevated sidelobe levels in the resulting antenna pattern. A method for reducing the sidelobe level in such an array is presented, based on the use of a genetic algorithm that modifies the element weights in the array. Results are presented for both scanned and unscanned arrays. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2007.     

声波测井圆环阵指向性设计

常规的单极子发射声波没有指向性,能量损失过多,用模态分解的方法设计出合适的阵列加权系数,就可以控制圆环阵的辐射主瓣角宽和旁瓣级,以利于在任意地层中有效激励滑行纵横波和减少能量损失.通过comsol有限元软件对圆环阵声波辐射数值模拟的例子,分析了圆环阵的辐射指向性对声波测井中各种模式波的接收幅度和到达时间的影响.结果表明,只要在圆环阵的各阵元上施加合适延迟时间合适幅度的激励信号,就能根据不同的实际情况设计出各种主声束的宽度和方向.圆环阵的使用可明显地改善声波测井的测量质量,为声波辐射器在石油勘探中的应用提供一定理论依据.     

基于遗传算法的深空探测天线综合

为了改善深空探测中共焦面阵列馈电抛物反射面天线的可视范围,提出一种基于遗传算法的扫描波束综合方法。基于物理光学法计算共焦面馈电阵中每个馈源照射反射面的次级远场方向图,利用遗传算法优化得到的权值对各次级方向图加权合成期望的波束。仿真和分析结果表明：提出的基于遗传算法的共焦面阵列馈电反射面方向图综合与传统共轭场匹配方法相比,可控制旁瓣电平,更精确综合出期望方向图,扩大深空探测天线的可视范围。     

线列阵高分辨方位估计方法研究

针对水声设备的实际应用,给出了基于实测基阵阵列流形的波束域高分辨方位估计的MUSIC方法.在预形成多波束时,该方法采用适用于任意阵形的自适应波束优化技术,针对水下实际阵列设计超低旁瓣波束以抑制水面上分布的强干扰.为了减小实际阵列模型和理想阵列模型失配所带来的不利影响,在多波束设计时,利用实测阵列流形代替理想阵列流形进行设计,消声水池实验结果验证了该方法可以有效地降低系统中由于阵列模型失配所造成的波束域MUSIC方位估计方法的性能损失.