基于粒子群算法的宽带真延时方向图栅瓣抑制方法

针对阵元间距大于信号波长引起阵列方向图出现栅瓣的问题,该文提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的宽带真延时方向图栅瓣抑制方法。该方法首先定义了基于宽带真延时的阵列能量方向图,其次构造了以阵列能量方向图的最高副瓣电平作为适应度函数,最后利用粒子群优化算法优化阵元分布来实现对阵列方向图栅瓣的进一步抑制。仿真结果表明:相比于单独使用粒子群算法和单独使用宽带真延时方法,该方法对方向图栅瓣的抑制性能更加有效,在此基础上,该文还研究了阵元个数、平均阵元间距、信号时宽和信号中心频率等因素对方法抑制栅瓣性能的影响。     

基于蚁狮算法的MIMO雷达阵列方向图优化设计

针对MIMO雷达稀疏布阵的问题,提出了一种基于蚁狮算法的MIMO雷达阵列方向图优化设计方法.首先,设定发射与接收阵元的阵列孔径以及最小间距,然后用蚁狮算法对阵元位置进行稀疏优化,计算适应度函数并与全局最优解对比,保存最优值,使峰值旁瓣电平最小,最后以有效阵元数和峰值旁瓣为多目标优化函数,通过归一化处理将其转化为单目标优...     

基于遗传算法的稀疏直线阵列方向图特性研究

针对直线阵列天线稀疏优化中的遗传算法进行研究,给出了一种稀疏直线阵列的优化模型,介绍了遗传算法的理论,通过算法仿真,对稀疏直线阵列的方向图特性进行研究.以方向图最大副瓣电平为适应度函数,得出结论:在稀疏阵列中阵元分布呈中心聚集态势,稀疏率、种群大小和约束条件等,均会对稀疏后阵列方向图特性产生影响;遗传算法适用于稀疏优化...     

基于改进遗传算法的非均匀稀布阵列优化

提出了一种对非均匀稀布阵列阵元间距进行优化的改进的遗传算法。该算法在编码时,将阵元间距依据尺寸步长划分为不同的节点,通过对节点的二进制编码,灵活实现带约束阵元间距的遗传编码。在遗传操作过程中,依据不同的进化阶段自适应设定算子系数,有效地提高了遗传算法的收敛性。文中采用同时考虑副瓣电平和渡束宽度的双适应度函数,使优化得到的天线阵列方向图比采用单适应度函数有较好的综合性能。最后通过大量仿真结果验证了这一算法的有效性。     

基于混合变异差分进化算法的均匀面阵稀疏优化

差分进化算法(DE)已被广泛应用于解决稀疏面阵优化问题,针对DE 算法早熟、全局搜索能力差、容易陷于局部最优的问题,提出一种混合变异差分进化算法,通过加入概率因子来平衡算法收敛速度与全局搜索能力,以阵列孔径、阵元数量以及阵元间距为约束条件,将算法中的实数编码转化为二进制编码,以方向图平面峰值旁瓣电平之和最低为目标函数,通过优化后得到的阵元分布,得到稀疏优化阵列的三维方向图。仿真结果表明:该方法在满足约束条件的同时,能够避免算法早熟得到较优的目标函数值,概率因子为算法提供了额外的自由度。     

一种超宽带相控阵天线阵方向图栅瓣抑制方法

针对超宽带相控阵天线方向图栅瓣抑制难题,基于遗传算法,构建了一种高效的适应度函数计算方法,通过优化设计相控阵天线各阵元间距,最终实现了8-18GHz超宽带阵列天线方向栅瓣的有效抑制,基于遗传算法,构建了一种高效的适应度函数计算方法,通过优化设计相控阵天线各阵元间距,最终实现了8-18GHz超宽带阵列天线方向栅瓣的有效抑制。通过与相同阵列长度下等间距时阵列天线方向的频率响应曲线比较,说明了本文算法的有效性。     

一种任意阵的方向图模值综合方法

 本文提出一种遗传算法和凸优化相结合的方向图模值综合方法.将方向图主瓣的相位作为遗传算法的优化变量,结合期望主瓣的模值构造适应度函数.利用凸优化求解该适应度函数可得相应个体适应度的最优值,提高了算法的搜索性能.相位的优化使得本文方法综合结果与阵列的参考点无关,而且适用于任意阵.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

圆形阵列天线方向图的分布函数优化方法

以离散有限长复指数和的计算为基础,讨论了二雏阵列的方向图问题.通过引入分布函数的概念,可知离散有限长复指数和为其分布函数离散傅里叶变换在1点的值.基于此结论,分析了二维阵天线阵元分布于天线方向图之间的关系:二雏阵列任意方向的方向图为其在该方向分布函数的离散傅里叶变换,该分布函数可通过统计其投影在该方向的临近区域处阵元数目获得.然后,通过对混合圆形阵列天线方向图的分析,验证了该关系的正确性,并说明了上述关系在分析阵列方向图的应用.在此基础上,进一步分析了阵元权重系数对方向的影响,发现该方法与通过改变阵列天线阵元分布的方法等效.最后,提出了基于分布函数的圆形阵列方向图优化方法,并通过仿真实验验证了该方法的可行性.该方法可通过改变圆形阵列阵元沿径向的权重系数使得其对应的任意方向的方向图与期望的窗函数近似.     

基于自调整映射法则的矩形稀布阵列优化方法北大核心CSCD

针对多约束条件下的矩形稀布阵列优化问题,提出了一种基于自调整映射法则的矩形稀布阵列优化方法。该方法首先提出一种新的最优化问题用于确定阵元坐标矩阵维数以平衡放置阵元数的自由度和阵列孔径可调整空间,并引入用于稀疏阵元的阵元状态矩阵;其次,构建自调整映射法则,对矩形阵列不同方向进行相应的映射,并对阵列短轴方向进行自调整,使得阵元位置满足最小阵元间距,避免出现不可行解;然后,通过粒子群优化算法优化阵元位置得到最优阵元坐标;最后,考虑适应度函数为单波束指向和多波束指向,对算法进行仿真验证。仿真结果发现该算法可以满足多约束条件并有效降低阵列的峰值旁瓣电平,从而提高矩形稀布阵列的性能。     

波导缝隙阵天线的快速优化设计

本文利用Elliott设计方程考虑波导缝隙阵天线中单元间的耦合效应,提出"电流分布逼近"作为目标函数,利用遗传优化算法对谐振式波导缝隙阵天线进行方向图优化设计.本文设计了一个4元波导缝隙阵,证明了这种方法是有效的,并完成了一个8元缝隙阵的设计实例.数值结果表明,本文方法相比于传统"方向图逼近"优化方法更加快速有效,并且可以应用到大型的波导缝隙阵的设计之中.     

遗传算法在宽窄波束切换天线阵设计中的应用

采用对天线单元开关通断的方法,使天线阵形成不同的远场辐射方向图,实现阵列天线方向图宽波束和窄波束的切换。对一个24元线阵天线阵进行了设计。提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型。采用该算法对天线阵各个天线单元的电流幅度进行了优化计算,计算结果显示能够产生满足设计要求的宽波束和窄波束方向图。最后采用HFSS软件进行了仿真,计算结果与仿真结果吻合,证明了所提方法的有效性。     

一种应用遗传算法的阵列天线共址干扰抑制技术

针对有限大平台部署多种传感器导致的严重的自干扰问题,提出了一种应用遗传算法实现的阵列天线共址干扰抑制技术。首先针对同平台上的阵列天线和其他天线建立了辐射和接收模型,然后将辐射特性和接收机抗干扰特性分别抽象为最优化问题的目标函数和约束条件,最后通过遗传算法进行最优化求解。该技术在不同辐射角度时能抑制共址干扰,具有一定的工程实用价值。     

遗传算法综合赋形波束阵列天线及Matlab程序实现

遗传算法在非线性数值优化方面有着很强的生命力,适于波束赋形阵列天线的综合。Matlab具有很强的数值计算能力和数据图视功能,经过二十多年的发展,逐渐成为工程师们进行数值优化的首选计算机语言。以一部具有余割平方波束的雷达搜索天线阵为例,采用遗传算法对其馈电相位进行优化,优化结果与目标吻合。同时给出其主要节点的Mat-lab程序。     

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.     

六边形平面阵旁瓣电平优化的遗传算法

首先对遗传算法作了改良,精心设计了适应函数,使遗传算法可以快速收敛。然后用改进的遗传算法降低天线单元正三角形排列的六边形平面阵的最大旁瓣电平,结果表明通过对激励幅度的优化,六边形平面阵的辐射特性可以获得很大的改善,天线阵的最大旁瓣电平比均匀激励的降低了约11dB。良好的计算结果表明遗传算法是目前求解此类问题的有效方法。     

基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化方法

在推导出栅格天线阵列方向图的基础上,提出一种基于遗传算法的栅格天线阵旁瓣电平优化的方法。此方法首先简化栅格天线阵物理模型,给出等效模型下的阵列方向图,然后以栅格天线阵的短边电流幅度为优化参量,以阵列天线方位面的副瓣电平为适应度函数,利用遗传算法的最优化搜索得到满足副瓣要求的电流幅度,再通过电流幅度计算辐射单元阻抗,最终设计出满足要求的低旁瓣栅格天线阵。为了验证该方法的有效性,对一种频扫微带栅格天线进行了优化,在电磁仿真软件中对优化后的天线进行了仿真,根据设计结果加工制作了原型天线并进行了测试,测试结果显示优化后天线阵的副瓣电平降低了5dB,优化效果明显。     

一种综合赋形波束天线阵的组合算法

提出一种新的组合优化方法。先通过遗传算法得到一个初步的优化结果,再用直接搜索算法进行二次优化,这样既突出了遗传算法全局寻优的特点,又避免了它在接近最优解时出现的小幅度随机波动。以低副瓣平方余割波束天线阵的综合为例,在主瓣达到要求的前提下,组合算法得到的天线阵方向图副瓣比直接搜索算法和遗传算法的副瓣低4dB以上。     

A multi-objective approach in the linear antenna array design

We show that linear antenna array design can be modeled as a multi-objective optimization problem. A genetic algorithm is proposed for the solution of this problem. This genetic algorithm efficiently computes the trade-off curve between main beam width and side lobe level for linear antenna arrays with uniform and non-uniform separations. For uniform separation, the proposed algorithm is validated against the Chebyshev method for the cases of 6-, 8-, 10-, and 12-element linear arrays. Simulation results for non-uniform spacing with uniform and non-uniform excitations applied across the array indicate that the trade-off curve between main beam width and side lobe level for uniform spacing arrays can be improved by introducing non-uniform spacing.     

Design and Experimental investigation of an antenna array based on EBG waveguides

Problems of the design of a centimeter-band antenna array containing a multichannel power divider based on EBG waveguides and helical radiators are considered. The general configuration of such an array is proposed. The properties of this array and the requirements on the array elements are analyzed. Features of the design of two-channel and four-channel elementary power dividers forming the multichannel power divider are studied. The structure and the parameters of these devices are determined. The array input part is designed in the form of a coaxial-to-waveguide transition (CWT) with equal power division. The CWT characteristics obtained with the use of numerical simulation are compared with experimental data. The results of the experimental investigation of a 16-element thinned antenna array in the frequency band 8–10 GHz are presented.     

A self-steering planar array antenna for satellite broadcastreception

The active planar array antenna offers a number of advantages, including use as a portable antenna for easy reception of direct Ku-band satellite television broadcasts. This paper presents a newly developed active planar array antenna which provides electronic beam-tracking without mechanical tracking equipment. The features of the antenna are: (1) use of a series-parallel fed microstrip array, (2) electromagnetically excited array by a coplanar patch connected to the coplanar waveguide, and (3) low noise down-converters and self-phasing units incorporated into the feed circuits for electronic beam-tracking. The paper discusses the design of the coplanar waveguide fed coplanar patch and the configuration of a self-phasing active planar array antenna. The measured gain of the experimental 9-element unit array antenna without active devices is 13.4 dBi at 11.85 GHz. Experimental results for a 216-element self-steering planar array of size 147×220.5 mm are also presented