一种阵列天线的约束最优化综合方法

为同时满足对方向性系数,阵列效率,方向图旁瓣等参数的要求,提出了一种效率和旁瓣约束下的最优方向性综合法.该方法适用于任意的阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对加权向量的二次约束控制了阵列效率,并采用迭代的方法满足了方向图旁瓣的要求,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化.对多种阵列在不同要求下的仿真结果以及5元圆阵列的实验结果表明了这种方法的有效性和灵活性.     

交叉极化及副瓣约束的任意阵列最优方向性综合

本文根据给定的期望极化方向,定义了扫描波束的期望主极化和交叉极化方向,并进一步给出了主极化方向性系数的定义,它可以更为准确的表征天线集中辐射主极化分量的程度.在没有副瓣约束和交叉极化约束的条件下,给出了任意阵列主极化方向性系数最优解的解析表达式.并且,在含副瓣约束、零陷约束以及交叉极化约束的条件下,我们发展了一种基于凸优化的高效数值综合方法,实现多约束条件下的主极化方向性系数的优化.数值阵列综合结果表明了本文所提出的最优主极化方向性系数解析解的正确性,以及这种可以综合考虑副瓣约束、零陷约束和交叉极化约束的数值方向性优化方法的有效性.     

光纤链路噪声及其对光控相控阵列的影响研究

在对光纤链路噪声分析和建立的光控相控阵列模型的基础上,通过计算机数值模拟,研究了光路系统噪声对光控阵列方向图和方向性系数及其对阵列接收的线性调频(LFM)雷达信号的脉冲压缩的影响.分析和仿真表明,整个光纤链路的信噪比应大于10dB.     

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。     

一种稳健的混合范数约束的波束综合算法

在阵列信号处理中为抑制噪声和干扰,一般都要求波束有比较低的旁瓣和零陷,同时,需要具有良好的稳健性。为此,提出了一种新的混合范数约束的波束综合算法。该算法运用稀疏表示方法,对波束的主瓣和旁瓣分别使用不同的范数约束,同时对波束的零点和敏感度因子进行约束,用MATLAB(Matrix Laboratory)的凸优化工具包进行求解。仿真实验表明,设计得到的波束具有更低的旁瓣和零陷,最高旁瓣电平约为-28 dB,而最低零陷深度可达-50 dB;算法求解过程简单,与现有算法相比能够容忍较大的幅相误差,具有良好的稳健性;同时,阵列效率与经典算法相比提高了8 dB左右。     

稀布同心圆环阵列的半径优化方法

针对有阵列孔径阵元总数和最小阵元间距约束的稀布同心圆环阵列综合问题, 提出了一种基于修正遗传算法(Modified real Genetic Algorithm, MGA)的半径优化方法.通过约束同一圆环上阵元间距相等, 利用MGA优化圆环的半径, 获得最小的峰值旁瓣电平.该方法不仅降低了优化的计算量和模型的复杂性, 而且还有效地改善了阵列的旁瓣性能.仿真结果证明了该方法的有效性和鲁棒性.     

圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合

本文利用新的非线性最优化方法讨论圆柱面上的轴向偶极子阵的低副瓣方向图优化综合问题，利用阵列的单元可实现增益方向图，我们把阵列综合问题表述为一个约束非线性规划问题，采用新直接法求解该问题即可得出一组使阵列的总方向图满足副瓣指标要求，同时具有尽可能高的方向性系数的激励系数，如果阵列的总方向图不能达到副瓣指标，则可得出一组使阵列方向图在可达到的副瓣方向图综合设计的模拟计算结果。     

最佳非均匀间隔稀布阵列的研究

本文讨论在切比雪夫意义下最佳非均匀间隔稀布阵列的综合问题。推导了最佳阵元分布方程,对阵元无方向性和等加权时的最佳阵列——指数问隔阵列进行了分析,导出了天线方向图旁瓣包络和波束宽度的估计公式,给出了近轴旁瓣电平与阵列参数的关系。这些结果使我们能用最少的阵元设计出所需要的阵列。最后,对几种“最佳”阵列进行了比较,结果表明:指数间隔阵列是目前最好的一种稀布阵列。     

任意形状旁瓣波束形成技术研究

在自适应零陷形成的基础上,提出了一种自适应加权算法,用于任意阵型阵列构成具有任意形状旁瓣的波束图,并考虑基元方向性对波束图的影响.给出了实现自适应加权算法的三个步骤,预先设定所需旁瓣形状及旁瓣级,采用循环,最终使旁瓣与预设形状吻合.将该算法用于均匀线阵和抛物线阵,均得到期望的结果,并与道夫-切比雪夫加权作了相应比较.研究表明,基元的方向性对该算法波束形成的影响很小,新算法可以消除基元宽带方向性对波束的影响.     

旁瓣约束和二阶零点相结合的GPS矩形平面阵列设计

针对GPS面临的功率小、数量众多的隐性干扰和功率大的显性干扰,采用基于旁瓣约束和二阶零点联合约束的方法来进行GPS平面阵列的设计,利用旁瓣约束来消除从旁瓣进入的隐性干扰,采用二阶零点来消除显性干扰.仿真结果表明,该设计能够对从旁瓣进入的功率较小的隐性干扰进行最小为旁瓣约束的抑制;同时,在功率很强的干扰方向产生比零阶零点更深更大范围的零点;基于旁瓣约束和二阶零点的平面阵列很适合作为GPS抗干扰接收机的天线阵列设计方案.     

空间扫描柱面轴向偶极子阵的低副瓣控制

本文利用约束非线性最优化方法，研究空间扫描柱面轴向偶极子阵的低副瓣综合问题。     

一种改进的阵列天线方向图主波束快速赋形算法

改进的基于自适应天线阵理论的主波束赋形快速算法,可对任意阵列快速完成主波束赋形和旁瓣电平的控制.该算法通过局域权函数的迭代来减小综合方向图和期望方向图在主波束上的差别,旁瓣电平的控制可以通过在旁瓣峰值区域处加干扰来快速达到.该方法对主波束方向、宽度、形状和增益的控制非常成功.给出了一些算例说明这种算法的有效性.     

A procedure for synthesizing a specified sidelobe topography usingan arbitrary array

A simple method to arrive at an optimum set of array excitations to achieve a specified radiation pattern is presented. An auxiliary function is formulated, based on the envelope of the required sidelobe structure and the array factor, in the sidelobe region. This function is minimized, subject to the main lobe constraints and the null steering constraints, to determine the excitations. An iterative procedure is used to generate the desired pattern, with the additional constraints like sidelobe level, symmetric excitation, and so on. The method has been successfully applied to synthesize linear arrays and circular arc arrays and to generate symmetric as well as asymmetric patterns     

一种对任意线阵天线的主波束赋形方法

基于自适应天线阵理论,给出了一种用于任意线阵天线的主波束赋形算法.该方法通过迭代获得一组最优权值,用来减小加权赋形方向图和期望方向图在主波束上的差别,同时将旁瓣电平降低到期望值.一些算例充分说明了这种算法的有效性.该算法可以有效的控制主波束方向、宽度、形状和旁瓣电平.     

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。     

一种任意阵的方向图综合方法

该文提出一种新的基于优化理论的方向图综合算法。该方法先利用与相位无关的约束得到期望主瓣,再利用优化方法求解残余权矢量获得期望旁瓣,使残余权矢量对主瓣的影响控制在一定范围内,优化问题可看作是二次锥规划(SOCP)。与传统的对模值和相位均进行约束的综合方法相比,该方法要求综合期望方向图的模值,不仅能够有效地获取期望方向图,而且主瓣控制机制与参考点的选取无关。对多种任意阵的仿真结果证明该方法的有效性和正确性。