基于凸优化的低复杂度平面阵列综合方法

针对运用凸优化方法综合平面阵列耗时较长的问题,提出一种基于凸优化的低复杂度平面阵列综合方法。该方法将基于加权?1范数最小化的平面阵列综合模型中二维波束旁瓣约束条件转换成横向阵列和纵向阵列的一维波束旁瓣约束问题,从而降低了凸优化的约束条件数,有效加快了算法的收敛速度。仿真结果表明,该方法虽然在平面阵列综合的稀疏程度方面要稍劣于传统凸优化方法,但是它能快速获得具有大范围低波束旁瓣电平以及更短孔径的平面阵列。     

平面稀疏阵列天线的约束优化设计

针对有阵元数和阵列口径约束的矩形平面稀疏阵天线的综合问题,提出了一种基于整数编码的差分进化算法。该方法以每个阵元的栅格位置编号作为设计变量,使阵列的稀疏率满足约束条件,避免了优化过程中的不可行解,还减少了优化变量的个数。为了加速优化过程,采用快速傅里叶变化计算阵列的方向图。以改善阵列峰值副瓣电平为目的进行仿真试验,结果表明：优化后的稀疏天线阵峰值旁瓣电平比现有方法相比改善了1.2~1.7 dB,且具有收敛性和稳定性好的优点。     

迭代傅里叶算法用于六边形稀疏阵列天线

针对迭代傅里叶技术在优化稀疏阵列天线时对阵元激励大规模截断带来的不利影响,提出了一种逐步截断的迭代傅里叶算法.该算法从满阵依次减少数个阵元,从而避免阵列大规模截断陷入局部最优解.将其应用到六边形平面天线阵列的稀疏布阵优化中,以改善最大副瓣电平为目的.为了计算六边形天线阵的方向图,通过在口径中添加虚拟阵元转化为可以实现二维傅里叶变换的矩形阵列.仿真结果表明,改进的迭代傅里叶算法对稀疏天线阵最大旁瓣电平的优化比采用遗传算法的结果更理想,且具有计算量小和速度快等优点.     

基于迭代FFT算法的平面稀疏阵列优化方法

提出了一种基于迭代FFT算法的优化方法来实现平面稀疏阵列的峰值旁瓣电平优化,并给出了详细的优化步骤.在给定的旁瓣约束条件下,利用阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换关系,对不同的初始随机阵元激励分别进行迭代循环,就可以降低稀疏阵列的旁瓣电平.在迭代过程中,根据稀疏率将阵元激励按幅度大小置1置0来完成阵列稀疏.仿真实验...     

基于径向基神经网络的波束优化方法

针对不规则结构阵列的波束图容易出现旁瓣升高的问题,该文提出了一种基于径向基神经网络(RBFNN)的波束设计方法。该方法根据Olen波束形成中阵元位置和阵列加权向量之间的非线性关系,利用径向基神经网络输入和输出之间的非线性映射特性,以任意结构阵列的实际阵元位置为基准,构造带有误差的阵元位置样本集。之后利用Olen法计算阵列加权向量并进行波束形成,当波束图满足设计要求时,记录对应的位置和阵列加权向量作为径向基神经网络训练数据的输入样本和输出样本,并使用训练后的网络得到实际阵列的加权向量。最后,对直线阵、弧形阵、随机环形阵进行了波束优化设计,结果这几种阵形的波束都可以满足设计要求,证明了所提方法的有效性。     

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。     

一种基于迭代FFT算法的直线稀疏阵列优化方法

介绍了一种基于迭代快速傅里叶变换(FFT)算法的优化方法来实现直线稀疏阵列的峰值旁瓣电平最优化,分析并给出了该方法的详细优化步骤.利用阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换关系,对不同的初始随机阵元激励分别作迭代循环,便可以得到最优的阵元分布.在迭代过程中,根据稀疏率将阵元激励按幅度大小置1置0来完成阵列稀疏.通过对仿真结果进行分析,证明了该方法的快速性、有效性和稳健性.     

基于原子范数最小化的单比特稀疏双极子阵列的波达角估计

现有的单比特稀疏双极子阵列的波达角估计方法为子空间方法，其估计精度依赖于信号的统计特征，并且没有充分利用协方差矩阵的结构，导致其估计精度较低.为了提高该阵列的波达角估计精度，本文提出了一种基于原子范数最小化的无网格稀疏化波达角估计方法.该方法将稀疏双极子阵列的波达角估计转化为标量阵波达角估计，并根据参数空间的连续性构造基于原子集的阵列信号稀疏模型，随后利用单比特采样下噪声的稀疏特征，将该波达角估计问题转化为l₁范数约束下的原子范数最小化问题，并且给出一种基于交替方向乘子法的快速迭代求解方法.仿真结果表明：相较于现有的方法，本文所提方法有着更高的估计精度，在嵌套阵上，当信噪比为-5 dB时，其估计精度均方误差降低了17.9 dB；将求解原子范数最小化的计算复杂度由O(N^6.5)降低为O(N³)，其中N为与稀疏阵具有相同孔径和相同阵元间距的均匀线阵的阵元个数.     

稀布圆阵的降维优化方法

针对有阵列孔径,阵元数目和最小阵元间距3种约束下的稀布圆形阵列综合问题,该文提出了一种基于修正遗传算法的降维优化方法。为了充分利用阵元布阵的自由度,同时使稀布阵列满足多个设计约束,在阵元排布时将2维平面阵列优化设计降维成1维的稀布直线阵列,计算阵列性能时再还原为平面阵列。该方法改进了现有圆阵综合方法中轨迹圆半径和轨迹圆上阵元数分布优化的不足,实现了全部阵元的联合优化,降低了算法的复杂性,同时保证了阵列的旁瓣性能,仿真结果证明了该方法的有效性。     

最大稀疏稳健恒定束宽波束形成器设计

为了降低宽带阵列恒定束宽的实现复杂性,在分析宽带阵列稀疏性的基础上,构造了以阵元和抽头延迟线(TDL, tapped delay line)稀疏性的凸组合为目标函数,满足恒定束宽约束的波束形成器优化模型,降低了所需的阵元和TDL个数。引入重加权机制,通过序列凸优化,使稀疏性递增并收敛到最大值,证明了保证波束形成器稳健性的范数约束与最大TDL稀疏目标函数之间的等价性。仿真结果表明,可用较少的阵元及TDL个数获得相同的恒定束宽性能,具有工程实用价值。     

阵列接收噪声系数分析

通过雷达威力方程说明噪声系数的重要性,分析了单级接收、级联接收、无源阵接收和有源阵接收的噪声系数,给出了噪声系数的计算,总结了阵列接收机噪声系数的特点。     

New Elements Concentrated Planar Fractal Antenna Arrays for Celestial Surveillance and Wireless Communications

This research introduces three new fractal array configurations that have superior performance over the well‐known Sierpinski fractal array. These arrays are based on the fractal shapes Dragon, Twig, and a new shape which will be called Flap fractal. Their superiority comes from the low side lobe level and/or the wide angle between the main lobe and the side lobes, which improves the signal‐to‐intersymbol interference and signal‐to‐noise ratio. Their performance is compared to the known array configurations: uniform, random, and Sierpinski fractal arrays.     

一种超方向性阵列天线综合方法

以往的阵列综合方法不能在获得高的方向性系数的同时保证外部噪声占优,不能用于超方向性阵列综合 .本文提出了一种新的阵列综合方法,该方法适用于任意阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对阵列效率的约束保证了外部噪声占优的条件,并通过迭代控制了方向图的旁瓣,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化,很好地满足了超方向性阵列综合的要求 .对多种阵列的综合结果表明了这种方法的有效性和灵活性 .     

传声器阵列校准技术研究

气动噪声通常为宽频噪声,设计的阵列需要同时满足对高低频信号的测量需求,在确定了阵列测量频率范围的情况下,设计相应的阵列形式。在风洞气动噪声试验技术中,基于传声器阵列的噪声源定位技术是核心试验技术,噪声源定位的精准度主要取决于传声器阵列校准技术。传声器相位阵列安装之后,由于传声器频率响应和灵敏度不同,前置放大器、电缆的铺设、电源和信号调理器的频率响应以及传声器在阵列中的安装影响,会引起数据采集系统各测量通道间固有的相位差和幅值差。修正传声器的相位差和幅值差使得所有的传声器幅频响应一致,保证试验结果的准度。     

数字相控阵与模拟相控阵雷达的性能对比分析

对比传统的有源相控阵雷达,探讨了数字有源相控阵面临的诸多难题,如宽带、反干扰、数字T/R组件和超低副瓣等,以期对数字有源相控阵雷达的优缺点及进一步的研究重点有一个更加全面的认识。     

柱面共形波导裂缝天线阵列设计

介绍了Ku 波段波导裂缝共形阵列天线，通过控制辐射缝的位置补偿天线柱面共形引入的空间相位差，实现共形天线的有效辐射，分析了辐射缝的位置补偿导致的周期性副瓣。     

均匀圆阵列参数分析

针对一个任意指定最大辐射方向的均匀圆阵列,分析了阵列半径和阵元数目对阵列方位面和俯仰面方向图的影响,阵列半径越大,半功率波束宽度越小。但随着半径的增加,阵列所占空间增大,不利于与移动载体共形,所以应当予以平衡考虑。而阵元数目对阵列特性影响很小,所以只需要取能满足设计需求的最小值即可。     

最大SNR准则的共形阵列波束合成方法

相控阵波束合成的最终目的是提高接收信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR),但是由于共形阵阵面是弯曲的,各个阵元具有不同的接收SNR,把所有阵元移相后直接进行波束合成并不能保证获得最大SNR。在考虑单元方向图影响情况下,通过对共形相控阵天线接收SNR解析表示,采用迭代方式对阵元是否接入波束合成进行判断,确保了天线具有最大SNR输出。计算机仿真证实了阵元选择方法的正确性。     

阵列方向图综合的一些方法

介绍了几种常用的阵列方向图综合方法。切比雪夫阵列在指定的副瓣电平下主瓣宽度最窄,在指定的主瓣宽度下副瓣电平最低;相位控制技术通过控制阵列各单元的相位实现波束的指向变化;最后介绍了遗传算法并利用遗传算法优化了8元线阵,将其相对副瓣电平抑制到了-50dB。     

Synthesis of Thinned Multiple Concentric Circular Ring Array Antennas using Particle Swarm Optimization

In this paper, we propose an optimization method based on Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm for thinning a large multiple concentric circular ring array of uniformly excited isotropic antennas and generate a pencil beam in the vertical plane with minimum relative side lobe level (SLL). The half-power beam width of the pattern is attempted to make equal to that of a fully populated array of same size and shape. The synthesis is performed with a standard particle swarm optimization technique as well as with an improved version of standard PSO. Simulation results of the proposed thinned array are compared with a fully populated array to illustrate the effectiveness of our proposed method.