一种任意阵形的波束图优化设计方法

针对常规波束运用到复杂传感器阵列时旁瓣较高的缺点,给出了一种适用于任意阵形和阵元指向性的传感器阵列的主瓣约束条件下的最低旁瓣优化波束图设计方法。通过计算机仿真结果表明,该低旁瓣波束形成方法相比于常规波束的旁瓣控制方法,在同等主瓣宽度的情况下可以获得更低的旁瓣级。     

非均匀线阵波束方向图优化方法

对于非均匀线型阵列,在给定阵元数和阵列孔径的约束条件下,以降低波束方向图峰值旁瓣为目标,进行阵元布阵优化和波束形成权值优化。对于布阵优化,利用多种群并行进化遗传算法,分别采用稀疏栅格编码和实数编码对阵元位置进行优化,方向图峰值旁瓣分别达到-11.8dB和-14dB;利用凸优化方法结合遗传算法对阵元位置和波束形成权值进行联合优化,进一步把方向图旁瓣压低到-16.58dB。仿真实验说明了优化方法的有效性。     

一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法

大型相控阵天线有成百上千个阵元，子阵级的自适应波束形成技术能在保证良好的处理性能下有效地降低运算量。相控阵天线除了要自适应抑制强干扰源之外，还要求在强杂波背景下具有低或超低副瓣电平。采用归一化的数字波束形成方法来降低子阵的旁瓣电平。仿真结果表明，该方法能保持良好的阵列方向图，有效地抑制干扰并降低旁瓣电平。     

稀布同心圆环阵列联合优化设计

针对有阵列孔径,阵元数目和最小阵元间距三种约束下的稀布同心圆环阵列综合问题,提出了一种基于差分进化算法的稀布同心圆环阵列半径和阵元间距的联合优化方法。利用差分进化算法,采用DE/current-tobest/1变异策略,应用约束向量约束最小半径间隔和最小阵元间隔,同时优化稀布同心圆环阵列半径和阵元间距,优化目标是使阵列响应的峰值旁瓣电平最小。该方法加快了算法的收敛速度,提高了差分进化算法的局部搜索能力并改善了种群多样性,解决了易早熟收敛的问题,降低了算法的复杂性和计算量,同时保证了阵列的旁瓣性能,使阵元在阵列孔径中更好地分布。     

基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射波束形成

波束形成中波束图的主波束宽度和旁瓣级是最重要又相互矛盾的一对指标.直线阵在端射方向具有超增益现象,能够获得比常规波束窄得多的波束.而Dolph-Chebyshev等人提出的阵元幅度加权理论可以使得在主波束宽度一定的情况下获得最低的旁瓣级.本文结合两者的优点,提出了一种基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射方向波束形成方法.该方法通过均匀直线阵的阵列流形提取出阵列中心点处的各阶声压梯度模态,然后在模态域进行Dolph-Che-byshev(DC)加权,再把模态域权值变换成阵元域权值.针对阵元间距小于半波长的直线阵进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方法得到的波束图主瓣宽度远小于相同旁瓣级的常规DC加权波束图,有效提高了波束空间处理增益.     

基于改进引力搜索算法的稀布同心圆环阵优化

提出一种改进的引力搜索算法,通过引入惯性质量加权因子,加快算法的收敛速度,通过引入遗传算法的变异算子,提高引力搜索算法的局部搜索能力并改善种群多样性,解决了引力搜索算法的早熟收敛问题。在阵列孔径、阵元个数及阵元间隔约束一定的情况下,对同心圆环阵进行稀布优化,以获得最低的峰值旁瓣电平,使旁瓣性能达到设计要求。实验结果证明了该改进方法的可行性和有效性。     

基于自适应理论的圆柱形阵列波束赋形算法

基于自适应天线阵理论,研究共形阵的赋形算法,给出一种用于圆柱形阵列天线三维方向图的波束赋形算法。该方法通过迭代获得一组最优阵元激励幅相加权值,可以同时控制阵列波束的方向、形状和副瓣电平。通过圆柱形阵列的仿真计算得到满足设计要求的三维平顶波束和余割波束方向图,证明这种算法的有效性。     

模态分解的波束形成方法研究

针对常规波束运用到实际传感器阵列时旁瓣较高的这一缺点,提出了基于模态分解的圆环形传感器阵列的波束设计方法.其利用正交级数将期望波束展开,运用优化方法得到正交级数系数,再根据物理机理得到阵元权值,进而合成方向性.计算机仿真结果表明:使用该方法设计的波束与最近流行的二阶锥规划优化方法相比,在相同主瓣宽度的基础上获得了更低的...     

基于改进的差分进化算法的非均匀阵列综合

针对标准差分进化算法早熟收敛和局部搜索能力差的缺陷,采用一种改进的差分进化算法综合非均匀线阵.该算法在计算过程中自适应调整缩放因子和交叉概率因子,以非均匀阵列天线的阵元间距为优化变量,实现了阵列的最大峰值旁瓣电平的有效控制.仿真结果表明:该改进算法可应用非均匀天线阵列的综合,并取得良好的优化结果,简单实用,快速方便,鲁棒性和稳定性好.     

基于非线性频偏的频控阵点状波束形成

针对频控阵波束图存在角度距离耦合的问题,提出了基于非线性频偏的频控阵点状波束形成方法。该方法通过在各阵元间分别引入呈log函数分布、sin函数分布、平方分布和倒数分布4种非线性频偏实现。仿真结果表明,4种方案均能在目标位置处形成点状波束,消除了波束图距离与角度之间的耦合。采用单阵元发射多频信号方法解决非线性频偏引入带来的旁瓣增益高的问题,该方法改善了波束形状,有效降低了旁瓣增益。     

毫米波宽带低旁瓣一维扫描相控阵天线分析设计

为实现毫米波一维扫描相控阵宽带低旁瓣设计,在分析全波矩量法的基础上设计了带宽大于10%、增益19 dBi串馈阵列天线.以串馈阵列天线为辐射单元,设计了8通道一维扫描相控阵天线,利用数字波束形成技术对8通道输出的基带信号进行处理,得到以4°为扫描步进值18波束辐射方向图,其增益为26 dBi、旁瓣电平-30 dB、带宽大于10%.天线结构简单、成本低、波束控制灵活,有利于一维扫描相控阵天线宽带、低旁瓣、小型化、轻量化的发展.     

近场MVDR聚焦波束形成被动定位方法

该文系统地研究了最小方差信号无畸变响应（MVDR）聚焦波束形成方法的定位性能,特别是对该方法定位性能受某个参数的影响情况进行了较详细的研究。首先分析了近场情况下线列阵接收信号的模型,然后分别推导了常规聚焦波束形成和MVDR聚焦波束形成的定位原理。仿真比较了这两种定位方法的定位性能,以及MVDR聚焦波束形成被动定位方法在不同的阵元间距和不同的目标距离情况下的定位性能。仿真结果表明,与常规聚焦波束形成相比,MVDR近场聚焦波束形成在提高分辨率的同时,减小了＂混叠＂影响,具有更为平滑的背景和更低的旁瓣级,同时认为,为了得到比较好的定位效果,目标应处于相对于＂近场＂的位置,从而为目标精确定位提供依据。     

一种L波段单脉冲天线的研制

介绍了一种L波段单脉冲天线的研制。根据天线指标要求,提出了天线的总体设计方案,进行了天线的方向图综合,设计了天线的辐射单元。分别采用泰勒综合法和数值方法对天线的方向图进行了综合,实现了方位面的低副瓣设计和俯仰面的波束赋形设计。对研制的天线进行了实测,各项指标均满足要求。     

赋形低幅瓣毫米波梳形天线阵的设计与分析

介绍了微带梳形天线阵设计方法，在8mm波段上分析和设计仿真了一种行波微带梳形阵。阵列单元电流值采用泰勒分布，幅瓣电平优于-25dB。天线辐射方向图是个漏斗形方向图，具有定向辐射及低副瓣特性。     

有限偶极子天线阵的电磁散射理论研究

研究了一种求解阵元为偶极天线的有限阵列的电磁散射的方法：利用RWG基函数和偶极模型的特殊性,将近似无穷小的偶极天线产生的电流代替由RWG基函数相邻边缘元素产生的电流,此方法有效地计算了散射场。讨论了RWG基函数的基本概念及其在计算阵列散射场中的应用,以极坐标的形式给出了不同的阵元间距、入射频率、入射角度以及不同阵元数目的散射场仿真图形,为其他形式的阵列天线散射特性研究提供了依据。     

基于全相位预处理的低旁瓣波束形成方法

为降低常规波束形成输出旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,依据波束形成指向性函数在目标波达方向上输出值为1、在非目标方向上输出值为小于1的特性,提出一种基于全相位预处理的低旁瓣波束形成方法。对水平直线阵接收数据进行分组处理;按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据相移预处理结果进行组合,得到一组新数据;对该组新数据进行相移、求和,可得到该搜索角度对应波束值。理论推导分析和仿真实验结果均表明：相比常规波束形成方法,新方法对水平直线阵接收数据进行分组组合处理,波束形成指向性函数发生了变化,旁瓣级得到13 dB以上的改善,信噪比提高1.7 dB,有效降低了旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,并消除了搜索角度与波达方向不一致时的波束域数据相位不一致性;新方法在没有进行Chebyshev滤波和其他约束优化情况下,只通过相移预处理就能够优化波束形成指向性函数。     

A New Synthesis Method for Sum and Difference Beam Pattern with Low Sidelobe

A new method for sum and difference beam pattern synthesis with low sidelobe is proposed.In the situation of phase taper weighting,it makes use of Fourier transform pair relationship existing between the array factor and the element excitations and uses a loop iterative way to derive the array element excitations according to given array factor.The iteration does not stop until the array element excitations meet the initial sidelobe requirements.The method overcomes the defects of traditional methods,such as more searching times,larger amount of calculation and poor robustness.In addition,it can also synthesize the low sidelobe pattern in case of element failures.Simulation verifies the effectiveness of the method.     

文化算法应用于阵列天线方向图综合

介绍了文化算法在阵列天线方向图综合中的应用，以降低线天线阵的最大相对旁瓣电平为优化目标，对线天线阵的方向图进行了优化设计。并给出了基于实数编码的文化算法实现步骤。文化算法所具有的双层结构特性，使其在问题求解过程中能够利用经验知识来指导搜索过程，从而具有较好的全局寻优性能。通过计算机仿真，证明该算法所获得的天线方向图最大相对旁瓣电平低，并且具有较快的收敛速度。