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。     

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.     

多种群首领决策遗传算法优化阵列天线

针对简单遗传算法(Simple Genetic Algorithm,SGA)的不足,提出多种群首领决策遗传算法(Multi-Population Leader Dominating Genetic Algorithm,MPLDGA).通过将普通个体和首领进行交叉、多种群进化等策略,使得MPLDGA具有收敛速度快、全局搜索能力强、消耗时间短等优点.利用该算法,首先优化设计了18元线阵的激励系数,实现了覆盖-5°～25°的余割平方方向图,副瓣电平优于-30 dB.最后,优化设计了具有401个单元的平面稀疏阵列,实现了在稀疏率为60.8％时副瓣电平优于-21.9 dB.     

遗传算法应用于超低副瓣线阵天线方向图综合

基于对标准遗传算法中收敛依赖于初始群体选择的困难所作的分析,提出交替使用两种遗传繁殖操作产生后代群体以摆脱收敛对初始群体选择的依赖.对于超低副瓣线阵天线的方向图综合问题,建立了改进的遗传算法优化模型.计算实例说明改进后的遗传算法其收敛不依赖于初始群体的选择,具有实际应用前景.     

基于改进自适应遗传算法的MIMO 雷达阵列优化

针对传统遗传算法在全局搜索和收敛方面的不足,提出一种改进自适应遗传算法.算法改进了自适应规则,采用随迭代次数和种群适应度自适应变化的交叉、变异操作,同时采用新的选择算子和改进后的最优精英保留策略,摒弃了传统轮盘赌博选择法,增加了收敛于全局最优解的概率,加快了收敛速度.通过测试函数优化求解试验证明,改进算法能够有效提高搜索过程种群的多样性,具有更快的收敛性和更好的全局最优性.在此基础上,将改进的自适应遗传算法应用到MIMO雷达阵列优化设计,通过稀疏栅格编码,采用同时考虑副瓣电平与波束宽度的双适应函数,使优化得到的MIMO雷达方向图具有更好的综合性能,更利于实际工程应用.最后仿真实验结果进一步验证了本文改进算法的有效性.     

一种有阵元间距约束的稀布阵天线综合方法

提出了一种基于改进遗传算法的稀布阵综合新方法,用于优化设计有最小阵元间距约束的稀布线阵.该方法利用个体的实值编码提高了遗传算法的优化效率,通过设计遗传操作预处理和后处理,并采用一种广义的交叉算子和变异算子,有效地避免了基因重组和变异时出现不可行解.在给定阵列孔径和阵元数的条件下,高效地实现了任意最小阵元间距约束下抑制稀布线阵峰值旁瓣电平的稀布直线阵列综合.给出了应用该方法的具体步骤,并通过仿真实验证实了该方法的有效性和稳健性.     

基于混合遗传算法的关系数据库多连接查询优化策略

改进了基于模拟退火遗传算法的代价评估的计划查询优化策略.其基本思想为:将多连接查询按遗传算法步骤求解,其中选择操作采用最优选择法、交叉和变异操作采用自适应算子,然后对其结果进行退火操作以产生下一代.     

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。     

改进遗传算法在饲料配方设计中的应用

针对现有饲料配方软件的局限性,以白绒山羊饲料配方为例,提出一种基于改进遗传算法的求解方法。与标准遗传算法相比,采用随机联赛选择替代轮盘赌模型,优化了选择策略;采用不同的随机数交叉和高斯变异,改进了交叉算子与变异算子。测试结果表明,该方法具有良好的运算效率,拓宽了搜索空间,提高了对重点区域的搜索能力,降低了成本,为复杂问题的优化提供了一种新的思路。     

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。     

基于约束差分进化的阵列置零

阵列置零的同时,阵列的旁瓣电平升高、主瓣增益降低甚至阵列指向都会发生改变,导致阵列性能降低。针对阵列置零时阵列性能降低问题,提出一种约束优化模型。在约束优化模型中不仅设置了零陷深度约束和近旁瓣电平约束,还设置了阵列期望方向增益约束及阵列指向约束。在满足约束条件下,使得阵列旁瓣电平最低。并且针对标准约束差分进化算法收敛慢,采用自适应约束差分进化(e-SADE)算法,该算法采用多种变异方式相结合、自适应地调节交叉概率和缩放因子。运用自适应约束差分进化分别通过调节阵元相位和阵列功率一定时的阵元权值求解这个约束优化问题,仿真结果表明提出的方法实现了需求的目标方向图,利用自适应约束差分进化算法优化实现阵列置零是有效可行的。     

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.     

基于改进遗传算法的阵元失效校正方法

阵列天线中阵元失效,其方向图的副瓣电平会升高、主瓣变宽。保留遗传算法前期迭代的最优个体为新初始种群对遗传算法进行改进,以加快收敛速度和防止最佳染色体缺失。并利用基于优势保留的改进遗传算法,针对-40dB 的26 单元阵列,随机缺失3 单元后进行优化,恢复原方向图副瓣水平。结果表明,该算法能够有效减少阵元缺失后方向图的恶化。     

非均匀线天线阵优化布阵研究

针对有阵元数、孔径和最小阵元间距约束的稀布直线阵列综合问题,提出了一种基于修正遗传算法(MGA)的综合方法.该方法采用真值编码,个体的描述方式可使搜索空间减小,通过设计用于处理约束的矩阵变换和广义的交叉算子和变异算子,有效地避免了基因重组和变异时出现不可行解.在约束阵列孔径和阵元数的条件下,高效地实现了任意最小阵元间距约束下抑制峰值旁瓣电平(PSLL)的稀布阵综合.文中给出了修正遗传算法的流程,该算法的有效性和鲁棒性在稀布阵列综合的仿真实验中得到了验证.     

A novel linear and planar multiband fractal-shaped antenna arrays with low sidelobes

Fractal antenna arrays are usually used to tune multiband frequencies. However, these types of iteratively constructed antennas are associated with undesirable high sidelobe levels and low directivities. In this paper, an optimization procedure based on the genetic algorithm is used to find the optimal weights of the array elements such that the corresponding array patterns have low sidelobe levels and good directivity. Moreover, the fractal nature in the proposed arrays is maintained regardless of the optimized weights. Thus, the proposed fractal-shaped array maintains its capability in performing multiband frequency operation. These good radiation features make the proposed fractal-shaped array more appropriate for the current and future wireless communication applications. Simulation results confirm the superiority of the presented linear and planar fractal-shaped array structures with compared to the conventional fractal cantor linear array and the standard Sierpinski carpet planar array. For the proposed fractal cantor linear array, the sidelobe level has been reduced to more than −20 dB at different operating frequencies, and the directivity has been improved by more than 8 dB, while the modified Sierpinski carpet planar array has achieved −30 dB depressions in the sidelobe level and 6 dB improvement in the directivity.     

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。     

一种改进的非线性调频信号设计

 在窗函数法的基础上提出一种改进的非线性调频信号方法.该方法采用凸优化求解窗函数法设计非线性调频信号的最小峰值旁瓣抑制相关器,并基于此构造一种新的非线性调频信号,通过多次迭代可进一步降低其距离旁瓣.改进的设计方法在给定的主瓣宽度条件下可以获得较低的距离旁瓣,而且适用于小时宽带宽积的非线性调频信号设计.和已有方法相比,所提方法具有设计灵活和收敛性好的优点.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

A synthesis of array antennas for high directivity and low sidelobes

By application of a Gegenbauer polynomial, pattern synthesis of array antennas which have high directivity and low sidelobe level is investigated. A Chebyshev or uniform-amplitude array is included as a special case of the result obtained. The current amplitudes of the array elements are represented by a Jacobi polynomial and are easily calculated. It is shown by numerical calculations for a linear array and a hexagonal planar array that there is an optimum directivity for a specified sidelobe level within a class of Gegenbauer-polynomial patterns.     

基于双基线比相测角的收发阵列天线设计

根据双基线比相测角的原理,规划出一条短基线与一条较长基线,经过仿真优化确定出三个接收天线之间的间距,最终设计出一款应用于24 GHz汽车防撞雷达且结构较为紧凑的一发三收的微带阵列天线。采用该收发天线进行测角,既可保证最大无模糊测角的范围,也可提高测角的精度。通过采用基于道尔夫-切比雪夫算法加权的串并联混合馈电网络,使该收发天线实现了高增益、低副瓣的特性。最终,对该一发三收天线进行了实物加工。根据实测结果可知:在中心频率24. 125 GHz处,该10×4 元发射天线与10×2 元接收天线的增益分别为23. 1 dB与19. 3 dB,方位面副瓣电平均小于-20 dB,并且方位面3 dB波束宽度均为8. 4°,满足设计需求。