基于响应矢量优化的共形阵列稳健波束形成方法

针对共形阵列天线自适应波束形成中存在的主瓣保形困难、旁瓣电平高等问题,该文提出基于波束响应矢量优化的自适应波束形成方法。在主瓣波束保形约束条件下,通过自适应地调整波束响应矢量,求得最优的响应矢量,进而求得准最优自适应权。该方法将非凸的二次约束二阶优化问题转化到高维空间进行求解,并通过半正定松弛(SDR)转化为凸优化问题,高效求得准最优解。该方法不仅保持了期望的主瓣响应,同时克服了传统线性约束最小方差(LCMV)自适应波束形成方法旁瓣高的缺点,并且对阵列构型具有稳健性。仿真实验验证了该方法的有效性。     

遗传算法在阵列天线赋形波束综合中的应用

基于遗传算法，提出了一种新的阵列天线赋形波束综合方法，在阵列天线单元数，单元间距一定的情况下，对阵列天线单元馈电幅度，相位进行优化选择，使赋形波束达到设计要求，解决了遗传算法在阵列天线赋形波束应用时的关键技术和实现方法，进行了实验例证，获得了优良的赋形波束形状，显示了遗传算法在天线设计中的广泛应用前景。     

基于遗传算法的阵列天线赋形波束综合

提出了一种改进的适应度函数确定方法,算法采用易操作的二进制编码。通过改变适应度函数中的待定参数,有效提高了搜索效率。采用遗传算法对基站天线的方向图赋形,其结果优于同种条件下用Woodward法得到的结果。结合工程实践,考察了本文遗传算法的解的稳定性。     

基于仅相位加权的阵列天线波束赋形优化方法

给出了一种仅改变相位分布的阵列天线波束赋形优化算法.在不改变阵列天线各单元的馈电幅度分布的前提下,为了使天线的辐射波束形成给定的方向图形状,采用联合应用DFP和BFGS公式的变度量优化算法对阵列天线各单元的馈电相位分布进行优化,使得优化后的阵列天线主波束形状能够与预给的波束形状吻合,从而达到设计要求.该方法为N维函数无约束极小值方法,具有快速收敛、计算量小的优点,是一种阵列天线波束赋形的通用方法.     

一种阵列天线赋形波束综合方法

给出一种基于反离散傅里叶变换阵列天线赋形波束的综合算法,综合后的阵列天线波束形状与预给的波束形状吻合较好,从而达到设计要求。该方法具有计算速度快、计算量小、计算数值稳定性好的优点。是一种阵列天线波束赋形的实用方法。     

GA-DE混合优化算法在双频非周期阵列波束综合中的应用

针对双频非周期阵列波束综合问题,提出了一种将遗传算法与差分进化算法结合的优化算法(GA-DE混合优化算法)。该优化算法在每轮迭代时先利用差分进化算法生成与遗传算法相同规模的种群,将该种群与原种群混合后保留适应度较好的个体,然后再由遗传算法进行迭代优化;同时对遗传算法的选择、交叉、变异算子做出改进,提升了算法的全局搜索能力和收敛速度。通过与其他算法对比验证,混合优化算法可以优化得到更优的副瓣电平和增益,仿真结果表明该算法具有良好的性能。利用混合优化算法在保证阵列增益的条件下,以降低峰值副瓣电平为目标优化Ku/Ka双频混排标准化子阵和Ku/Ka双频混排整阵。优化后Ku和Ka整阵在扫描范围内最大峰值副瓣电平分别为-13.10 dB和-13.13 dB,最小增益分别为44.81 dB和44.58 dB,达到了指标要求,优化结果说明混合优化算法可以有效抑制非周期阵列栅瓣的出现和降低阵列的峰值副瓣电平。     

基于遗传算法的任意栅格星载多波束平面阵列方向图综合

讨论了一种基于遗传算法的综合任意平面阵列方向图的方法。算法直接将复数作为遗传算法的编码,省去了一般遗传算法的编码、解码步骤,简化了计算过程,节约了计算时间。采用两种交叉算子,能够较好地克服早熟收敛和收敛对初始群体的依赖。仿真结果表明,该方法能够对任意栅格阵列实现复杂形状方向图的赋形,并且在实现主瓣赋形的同时能够实现良好的旁瓣抑制。     

一种基于DFP-BFGS算法的阵列天线波束赋形方法

为优化得到给定形状的目标方向图,引入了一种基于DFP-BFGS无约束最优化算法的数值方法.优化过程是先对阵列各单元的激励幅度和相位同时优化,然后对得到的阵列激励幅度数据进行部分调整,使其更加均匀以便于馈电网络的设计.最后固定激励幅度分布,仅对相位数据进行优化.在实现对方向图主瓣波束赋形的同时,得到了较为均匀的激励幅度分布.该优化方法具有应用灵活和结果可调控的优点,是一种实现阵列天线波束赋形的实用方法.     

干扰环境中多波束阵列天线的指向优化

通常多波束阵列天线的指向是固定的,在干扰环境下对于接近其子波束方向的强干扰的抑制能力较差。多波束指向优化问题是指,在子波束方位间隔保持不变的情况下,使得多波束整体指向在小范围内可调整,以尽量避开干扰进入子波束的情况,从而抑制强干扰、提高多波束输出的信干噪比。以输出总功率之和最小化为准则,推导了最优调向方法和次优的快速方法,后者用"等效波束"的概念来解释多波束对干扰信号的总体响应。仿真表明,基于自适应波束形成的快速调向方法既可接近最优调向方法的性能,又能较大地减少运算量。     

遗传算法在赋形波束阵列天线优化中的应用

本文对遗传算法应用于赋形波束阵列天线优化进行了研究,通过对算法的综合和改进,使赋形波束阵列天线在给定副瓣电平和波束覆盖的条件下,增益得到了明显改善,达到了优化的目的,证实了遗传算法应用于此类问题的可行性和有效性.     

数字波束方向图综合技术

数字波束形成技术充分利用了阵列天线所检测到的空间信息,可以获得超分辨率和低副瓣的性能、实现波束扫描和波束赋形等。提出一种基于线性约束最小方差波束形成算法的方向图综合算法,算法通过迭代运算,能够获得需要的方向图形状。算法仿真以降低由24个天线单元组成的均匀圆阵的方向图副瓣为例,通过3次迭代运算,将副瓣电平降至-40dB左右,满足了工程需要,说明算法是有效、可行的。     

圆柱阵二维波束图综合方法研究

圆柱阵通常等效成均匀圆阵进行一维波束图综合,深度方向波束固定且旁瓣级较高。多途效应导致接收基阵处声线弯曲入射,阵增益降低。为了修正圆柱阵的阵增益损失以及提高深度方向的抗干扰性能,在凹槽噪声法的基础上讨论了两种圆柱阵的二维波束图综合方法,即整体二维波束图综合方法和分步二维波束图综合方法。计算机仿真结果表明了两种方法的可行性。     

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。     

稀疏共形阵列天线方向图综合

提出一种基于多任务学习的共形阵列天线稀疏优化方法.该方法在考虑单元方向图的全局旋转变换和单元极化状态差异的情况下,建立了共形阵列天线导向矢量模型,结合多任务学习框架,以均匀分布共形阵列天线同一平面上阵元的方向图作为目标任务进行学习,通过稀疏向量支撑区的识别,将欠定的阵列流形矩阵方程转换为超定的特征矩阵方程进行求解,在实现阵列方向图逼近的前提下,建立了共形阵列天线阵元激励与位置联合稀疏优化的多任务学习模型.通过分块坐标下降法对稀布共形阵列天线多任务学习模型进行求解,实现了共形阵列天线的稀疏优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能有效减少共形阵的单元数量,简化共形阵列天线结构,获得与均匀分布的共形阵列天线性能一致的天线方向图,解决了稀疏共形阵列天线方向图综合优化设计难题.     

给定方向图的圆形阵列综合方法

本文对基于给定方向图的圆形阵列方向图综合方法进行了系统的分析和研究.以给定方向图与被综合方向图之间的均方距离最小化为优化准则,在无约束、零点约束以及波束扫描约束的情况下,分别给出了相应最优激励向量的求解方法.各种仿真结果表明,这种方法对改善圆形阵列方向图的特性既简洁又有效.     

一种基于遗传算法的阵列天线方向图综合

基于排序的实数码遗传算法实现对阵列天线方向图综合,并对遗传参数作了一些改进.该算法使得搜索效率有很大的提高,有效避免了早期收敛.通过计算机仿真实验,该算法成功地实现了阵列天线的方向图综合.通过对阵列天线的阵元电流幅值进行优化,同样可以达到传统方法所能实现的效果.良好的仿真结果体现了遗传算法在阵列天线方向图综合中的优越性能.     

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 .     

频率分集阵列“点”型发射方向图综合方法

波束综合技术可将雷达发射功率在感兴趣的空域汇聚,相关研究已从角度维上的聚焦发展到距离-角度二维空间上的聚焦,这种技术在高分辨率成像、远距离能量传输和医学靶向治疗等方面有广阔应用前景。针对现有基于频率分集阵列的“点”型发射方向图综合方法在分辨率和阵元间发射功率均衡性方面存在的不足,在理论分析“点”型发射方向图综合求解算法的同时,提出了基于凸优化的约束加权矩阵综合新算法。仿真结果表明,该算法在有效性、分辨率和旁瓣抑制性能方面比现有算法有较大提高。     

基于方向图综合和空域插值的大型阵多波束形成技术

为了克服大型阵阵元级多波束形成的造价,复杂度和子阵级多波束形成的抑制栅瓣困难的问题,提出了一种方向图综合与空域插值相结合的方法,该方法既可以实现在任意方向上形成多个波束,又可以避免使用大量的数字权,简化了波束形成网络,具有较高的工程实用价值。计算推导和仿真结果均表明此方法是有效的。     

基于精确响应控制的子阵波束赋形算法

相控阵多采用子阵划分来减少通道数,针对均匀划分子阵的波束赋形问题进行研究,提出了一种基于精确响应控制的波束赋形方法。具体来讲,首先由输出期望方向图和单个子阵静态方向图得到子阵级期望方向图;在此基础上利用精确阵列响应控制方法计算出最优权向量,使子阵级静态方向图满足于子阵级期望方向图;最终成功实现了均匀划分子阵的波束赋形。所提算法具有实现简单、灵活性强、适用范围广的优点。文中对所提算法进行了仿真验证,充分证实了所提算法的有效性,可以为子阵的实际工程应用提供重要的理论支撑。