基于遗传算法和模拟退火的不等间距稀布阵的设计

副瓣电平在天线阵列的设计中是很重要的指标,已经有很多方法进行这方面的改进。该文在稀布阵概念的基础上,引入了距离微扰,提出不等间距稀布阵的模型,来进一步改善天线阵的副瓣电平,并且利用遗传算法和模拟退火对这种不等间距稀布阵进行了综合设计。给出了200元线阵和4020面阵的优化结果,从仿真结果可以看到天线副瓣电平得到了改善。     

用遗传算法优化任意稀布率的平面阵列

通过给经典遗传算法(GA)的变异算子赋予新的功能,实现了任意稀布率的平面阵或线阵方向图的优化.研究了遗传算法参数和优化结果之间的关系,仿真结果表明,同时考虑峰值副瓣电平和波束宽度才能获得更满意的稀布结果.归纳得出一个平面稀布阵峰值副瓣电平的估计公式,并和随机稀布阵的公式进行了比较,数值结果表明该公式有一定的工程意义.     

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。     

混合算法在稀布阵设计中的应用

提出把混合优化算法IGA-EDSPSO(Improved Genetic Algorithm-Extremum Disturbed Simple Particle Swarm Optimization)和基于RWG基函数的MoM-PO混合算法用于最小阵元间距约束的稀布阵列设计中.通过调整阵元间距来优化辐射阵因子,改善了阵列天线的辐射性能.与以前的方法相比,该方法在处理大型阵列时,降低了对计算机资源的需求,有效地实现了考虑互耦情况下副瓣电平的抑制,真实地考虑了天线的整个结构对于方向图的影响,对低副瓣电平阵列天线的设计有一定的指导意义和参考价值.     

非周期阵列天线辐射性能的研究

针对非周期大间距矩形阵列,运用遗传算法对其进行优化布阵和幅度加权,得到各阵元最佳的位置和幅度分布,使得阵列扫描范围内的副瓣电平最低。研究了阵元间距、阵列扫描范围、单元天线波束宽度等3种因素对阵列副瓣电平和增益的影响,得到了各因素对阵列辐射性能影响的规律。通过遗传算法优化得到了扫描范围内副瓣电平最低时的阵元间距,可用于指导工程设计。     

圆形稀布阵列天线综合

将智能优化算法应用到圆形阵列天线综合当中,介绍了圆形稀布阵列天线的设计方法,利用入侵杂草算法优化阵列单元的位置,得到旁瓣电平尽量低的方向图。文章介绍的方法不但能够对相邻阵列单元的最小间距、阵列天线孔径尺寸和阵列单元数目进行限制,而且能够降低圆形稀布阵列天线优化过程的复杂程度。     

基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(SAR)的模糊特性,提出了一种自适应遗传算法。该算法同时对模糊和方向图进行优化。首先确定模糊区域,然后以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平(包括星载SAR模糊区域的副瓣电平)为目标函数,应用自适应遗传算法对天线方向图进行综合。为了避免早熟的现象,在该算法中,交叉概率、变异概率和变异范围同时进行了自适应的变化。和非自适应遗传算法相比较,该算法迭代步骤少,收敛速度快。仿真结果表明,模糊度得到了很好的抑制,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

稀布阵雷达副瓣对消方法研究

研究了稀布阵雷达抗干扰机理,分析了传统基于维纳-霍夫方程的副瓣对消算法和基于数字波束形成的新型自适应副瓣滤波算法,对比了2种算法在稀布阵雷达中应用的优缺点,总结了影响副瓣对消性能的因素,并通过实测数据验证了2种算法的副瓣干扰对消性能。结果表明,相对传统副瓣对消方法,新型副瓣对消方法性能更加稳健,更适用于稀布阵雷达。     

基于遗传算法的共形阵副瓣电平抑制研究

针对扫描范围有限的共形阵列天线,在保证天线孔径不变的情况下,基于遗传算法提出了以天线开关矩阵为变量,以最大副瓣电平最小化为优化目标的优化算法。仿真结果表明,该方法可以有效降低天线副瓣电平,提升阵列优化效率。     

采用FFT-PSO策略的多约束稀疏阵天线方向图综合

采用稀疏布阵的相控阵测控天线,阵元等幅激励时的阵列峰值副瓣电平无法满足指标要求.在考虑天线增益、半功率波束宽度等指标约束时设计了合适的适应度函数,并基于粒子群算法(PSO)对阵元激励幅度进行优化以降低天线副瓣电平.同时,分析了等间距栅格平面阵列天线方向图与离散傅里叶变换的关系,采用快速傅里叶变换(FFT)降低了阵列方向图计算复杂度.仿真结果表明,该方法可有效降低峰值副瓣电平和计算复杂度.     

基于遗传优化的天线阵元LMS改进算法

最小均方（LMS）算法是自适应阵列天线中得以广泛应用的阵列天线加权算法。提出了一种基于遗传优化的LMS改进算法,该基于遗传优化的最小均方（GA—LMS）算法充分结合了遗传算法的并行处理和全局搜索的优点。实验结果表明,与传统的LMS算法相比,GA—LMS算法具有良好的收敛性能,并可更好地抑制干扰信号,有效改善自适应阵列天...     

雷达-通信一体化平面阵列天线共享设计

针对机动作战平台的天线共享需求,本文提出了一种面向雷达通信一体化的平面阵天线孔径分配方法。首先在平面阵列的基础上建立了共享孔径的模型;其次,将阵元位置的分配转化为多目标优化问题,选择雷达阵列方向图的最高峰值旁瓣电平和通信阵元的信道容量作为优化目标;最后,用改进的遗传算法进行优化计算,并完成了相关的仿真实验。仿真结果证明,雷达最高峰值旁瓣电平和通信信道容量能同时达到工作指标要求,实现了天线孔径的共享。      

基于遗传算法的智能天线波束形成

为降低智能天线方向图旁瓣电平,加深干扰方向零点深度,提出一种改进的实数编码遗传算法。该算法基于人类的繁殖现象,改进了标准遗传算法的交叉算子,从而克服了标准遗传算法收敛速度慢,易陷入局部最优等问题,提高了优化效率。在仿真实验中,以均匀直线阵为例,用改进的遗传算法对阵元激励的幅度进行优化,形成的方向图获得了更好的结果。     

基于混合三角变异差分进化算法的平面稀疏阵列约束优化

针对旁瓣零陷凹面约束的稀疏平面阵列优化及算法早熟等问题,该文基于参数自适应的思想,提出一种混合三角变异差分进化算法。通过引入旁瓣零陷凹面约束矩阵,构建自适应惩罚函数,时变权重组合变异策略与交叉策略,提高算法前期全局搜索能力和后期收敛能力,最终实现峰值旁瓣电平和旁瓣零陷凹面的平面阵列约束优化。仿真结果表明,对比混合三角变异策略前的算法,该算法在完成稀疏阵列峰值旁瓣电平优化的同时,能在指定旁瓣区域完成零陷凹面设计,降低有源干扰影响。     

低峰值旁瓣电平稀布阵综合算法研究

针对稀布阵具有较高峰值旁瓣电平(PSLL)的问题,从阵元对称与否、阵元数奇偶及天线阵列有无栅瓣这三个角度分析、对比了粒子群算法和三种遗传算法进行稀布阵综合的优缺点,并进一步分析了阵元数目、阵列孔径和最小阵元间距对稀布阵PSLL的影响。为进一步降低PSLL,提出在适应度函数中加改进海明窗的方式进行稀布阵阵元位置优化,通过仿真验证了方法的正确性和适用性。     

A new low-side-lobe pattern synthesis technique for conformalarrays

The application of the new nonlinear optimization algorithms to array design is demonstrated by the low-side-lobe pattern synthesis of conformal arrays. By adopting the information of array element realized gain patterns the authors formulate synthesis problems as nonlinearly constrained optimization problems, and propose a direct method to solve them. The technique allows them to find a set of array coefficients that yield a pattern meeting a specified side-lobe level and achieving the maximum directivity, if such a set of array coefficients exists. If the side-lobe specifications cannot be met with the given array, the technique will result in a set of coefficients that yield a pattern meeting the best attainable side-lobe level and having directivity as high as possible. Simplified synthesis problems for an axial dipole array in an infinite, perfectly conducting cylinder are discussed, and numerical results are given. The synthesis technique works for general array patterns     

应用于24GHz物位雷达的微带阵列天线设计

为了提高24 GHz物位雷达系统的精度和抗干扰能力,设计并制作了一款高增益、低副瓣、易集成的微带阵列天线。为了抑制天线的副瓣电平,该天线各阵元间的电流采用同相不等幅分布设计;同时,采用两种不同馈线的单元和串并联混合馈电网络,降低了馈电网络的设计难度。实测结果表明,该阵列天线的带宽为690 MHz(23.77~24.46 GHz),最大增益达到20.1 dBi,E面和H面的副瓣电平分别为-20.7 dB和-19.3 dB。该阵列天线结构紧凑、可靠性高,可用于24 GHz物位雷达系统。     

一种平面阵的非均匀子阵划分方法

大型相控阵雷达阵元数目众多,系统结构复杂,在实际中一般采用子阵结构,以减少通道数和设计成本。均匀划分的子阵级波束形成会产生栅瓣和栅零点;设计合理的非均匀划分方法可以有效的抑制栅瓣和栅零点,缺点是旁瓣较高和自适应性能下降。本文针对等幅平面阵提出了一种简单的非均匀划分子阵的方法,能够打乱子阵排列的周期性,有效降低了子阵级方向图的旁瓣。仿真验证了该方法的有效性。     

基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法研究

提出了一种基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法。将相控阵列分解成一个主阵列和 N 个虚拟阵列,主阵列采用 Taylor 幅度加权实现低旁瓣电平,并通过相位控制使主波束对准来波方向。虚拟阵列也采用 Taylor 加权,并在主阵列旁瓣上产生 N 个零点,实现阵列的旁瓣对消, 虚拟阵的低旁瓣将减少对阵列主波束的影响,虚拟阵加权后与主阵列叠加最终得到整个阵列抗干扰的幅相权值。文中使用该方法对一个 24 元直线阵进行抗 3 个干扰的设计验证,在 3 个干扰方向实现了小于-100dB 的零点,证实了该方法的有效性。     

Side-lobe constrained beamforming undervirtual expansion of L-shaped array

To reduce the side-lobe level of L-shaped expansion array and improve the output signal to interference and noise ratio (SINR), the algorithm of side-lobe constraint based on minimum variance distortionless response ( MVDR- SC) is proposed. Firstly, the approach of mixing diagonal loading and Mailloux-Zatman (DLMZ) is used to taper the covariance matrix of the expansion array. Then, the second order cone programming ( SOCP) obtained by constructing a new matrix is used to control the beam side-lobe. Finally, the new adaptive weight numbers are constructed by adjusting the proportion between DLMZ and SOCP. Simulation results show that the MVDR-SC algorithm can effectively reduce the side-lobe of beamforming under the L-shaped expansion array and obtain a larger output SINR. At the same time, it has good robustness to the mutual coupling error.