基于生物地理学算法的稀疏平面阵列优化

天线阵列的相对旁瓣电平和阵元位置为非线性关系。对于非线性关系求最优值问题,用其他优化算法较难求解,而研究采用智能算法求解是一条值得探索的可行路径。提出了一种混合智能算法——改进生物地理学算法,即对生物地理学算法的迁移算子和变异算子进行改进,以提高种群的进化速率,进而优化对称和非对称稀疏平面阵列。仿真结果表明,与以往的算法相比,该算法提高了优化速率,降低阵列的相对旁瓣电平;阵元在阵列孔径内非对称分布比对称分布,所获得的旁瓣电平更低。     

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...     

基于遗传算法的球面阵列旁瓣电平优化方法

针对共形球面天线阵列,采用有向天线阵元,在保持阵列孔径不变的条件下,以阵元分布位置作为优化变量,以降低最大相对旁瓣电平为优化目标,运用改进的遗传算法对阵列进行稀疏优化,仿真结果表明:该方法能够降低球形阵列的旁瓣电平,达到了减少阵元个数、降低天线系统成本的目的。     

基于差集与遗传算法的同心圆阵稀疏优化方法

同心圆阵天线具有结构简单、波束旋转对称、旁瓣电平低等特点,但是阵列阵元数较多,系统实现的代价大.文中提出了一种非均匀稀疏同心圆阵的设计方法.基于差集的阵列稀疏优化方法具有解析性,运算量小,旁瓣电平低等优点.首先利用循环差集方法获得阵列初始的稀疏优化结构,并进一步将差集产生的解集作为遗传算法的初始值,通过差集与遗传算法相结合进一步优化阵列结构.仿真结果表明:该方法在保持较大稀疏率的同时获得了较理想的旁瓣电平.     

共享孔径交错阵列综合优化方法

共享孔径稀疏交错布阵作为多功能综合传感器系统的关键技术基础,可以减少天线的数量,节省空间,降低载荷和制造成本。利用差集构造的共享孔径交错阵列,由于阵元的非均匀稀疏分布而导致存在较高的旁瓣电平,提出一种将差集理论和遗传算法相结合对阵列进行优化的方法。首先由差集确定交错阵列的阵元位置,再以激励幅度分布为决策变量,利用遗传算法同步降低各子阵的旁瓣电平,使得共享孔径交错阵列的整体性能得到提升。仿真结果表明,该方法有效抑制了阵列的旁瓣电平,是一种有效的交错阵列优化方法。     

运用遗传算法优化共形球面天线阵列

针对共形球面天线阵列,采用遗传算法这一全局优化方法,在保持阵列孔径不变的情况下,以阵元分布位置作为优化参量,以最大相对副瓣电平为优化目标,进行稀疏优化,减少了阵元数量,降低了成本。仿真结果表明,该方法可有效地降低球形阵列的旁瓣电平。     

二维稀疏相控阵声场优化及阵元故障影响分析

针对二维稀疏超声相控阵声场分布中的栅瓣和旁瓣问题,推导了二维稀疏超声相控阵的指向性公式,并利用发射阵列和接收阵列交错分布的方式消除栅瓣及抑制旁瓣,从而优化声场特性,优化后横向和侧向扫描范围由30°扩大到60°。建立了优化后阵列声场指向性与损坏阵元位置的函数关系式。声场指向性仿真结果表明,距阵列中心越近的阵元损坏时旁瓣升高越多,单个阵元损坏导致一级旁瓣最多升高20dB,主瓣下降约6dB,且与损坏阵元位置无关;相同位置的发射阵列和接收阵列阵元同时损坏时,对声场特性影响达到最大。     

共形天线阵列的稀疏优化

稀布天线阵列阵元数少、造价低、方向性强,共形天线阵列不影响飞行器的空气动力学性能,而稀布共形天线阵列兼备稀布阵和共形阵的优点.采用遗传算法对半球面和锥台面两种共形天线阵列进行稀疏优化,可达到减少天线阵元数目、节约成本以及降低方向图旁瓣电平的目的.通过MATLAB仿真比较不同稀疏率下的旁瓣电平,最终实现了半球形天线阵列在...     

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.     

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.     

对称线阵的优化稀疏研究

对稀疏率一定的稀疏线阵进行优化设计时,仅对孔径外边缘部分的阵元进行优化稀疏就能达到优化设计整个稀疏天线阵的目的。该文运用统计的方法对大量的最优对称稀疏线阵的阵元分布规律进行了分析和研究,提出一种对称稀疏线阵的布阵模型,经过分析和验证表明,利用该模型可以在保证优化性能的同时,有效地降低优化布阵算法的计算量,提高优化设计的效率。     

最佳稀疏直线阵列的分区穷举综合法

综合稀疏直线阵列(单元从规则栅格中稀疏)时,为了增强穷举法的有效性,该文提出了结合分区预处理的穷举综合法,并与其他的优化布阵方法进行了分析和比较,仿真结果表明：分区穷举法具有相当的实效性和优越性。     

New Model for Synthesis of Symmetrical Thinned Linear Arrays

In symmetrical thinned linear arrays design, the positions of thinned array elements are very important for optimal performance in terms of its minimum peak side lobe level （Msli）. For the synthesis of thinned arrays with a given thinning rate, it would have almost the same Msll solution between taking only segmental aperture nearby both ends of the aperture into account and taking all the aperture into account. In this paper, the element distribution characteristic over the aperture of many optimum thinned arrays is studied, then the aperture release model is founded by the least square method to synthesize the thinned arrays. This model is vital for the computing burden alleviation and the efficiency optimization, and would hardly bring any degradation of the obtained array performance.     

New Model for Synthesis of Symmetrical Thinned Linear Arrays

In symmetrical thinned linear arrays design, the positions of thinned array elements are very important for optimal performance in terms of its minimum peak side lobe level (Msll). For the synthesis of thinned arrays with a given thinning rate, it would have almost the same Msll solution between taking only segmental aperture nearby both ends of the aperture into account and taking all the aperture into account. In this paper, the element distribution characteristic over the aperture of many optimum thinned arrays is studied, then the aperture release model is founded by the least square method to synthesize the thinned arrays. This model is vital for the computing burden alleviation and the efficiency optimization, and would hardly bring any degradation of the obtained array performance.     

运用遗传算法综合稀疏阵列

本文运用遗传算法(GA)综合稀疏阵列(单元从规则栅格中稀疏)时,不仅优化单元间距,而且将单元激励也作为优化变量,从而提供了更多的自由度来控制稀疏阵列的性能.其中,单元的幅相加权在数字波束形成天线中可以很容易通过数字方法实现.由于稀疏阵列间隔是栅格的整数倍,因此采用了GA结合快速傅立叶变换的方法加快阵列方向图的评估,提高了优化效率.     

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.     

平面稀布天线阵列的优化算法

基于一种改进的实数遗传算法,以降低平面稀布阵旁瓣电平为优化目标,提出了一种综合有阵元数约束、孔径约束和最小阵元间距约束的稀布面阵的新方法。与稀疏布阵相比,该方法利用了阵元在布阵时更大的自由度,因而在阵元数、孔径和最小阵元间距相同的条件下可以获得更优的峰值旁瓣性能,仿真试验显示了改进的实数遗传算法应用到该多约束稀布平面阵优化问题中是稳健和高效的。     

多约束稀布矩形平面阵列天线的方向图综合

针对多约束稀布矩形阵列天线的优化设计问题,该文提出一种新的矩阵映射(NMM)方法。首先,综合考虑阵元的可分布范围与可分布数量,重新定义阵元坐标矩阵的维数以提高阵元分布的自由度。其次,当坐标矩阵定义的阵元数量大于实际阵元数量时,建立选择矩阵以确定各阵元的取舍。再次,针对现有矩阵映射方法无法完全避免不可行解的问题,构建了一种NMM方法,通过两种不同的矩阵映射函数将多约束优化问题转换为无约束优化问题。最后进行仿真对比实验,实验结果证明了算法的有效性。

     

六边形平面天线阵优化稀疏布阵研究

本文首先对遗传算法进行改良,并精心设计了适应函数,以确保遗传算法快速收敛;然后,应用改良后的遗传算法对天线单元正三角形排列的六边形平面阵进行优化稀疏布阵处理,以改善其辐射特性.本文还研究了优化稀疏阵的频率特性,并提出了仅对阵列天线外边缘部分进行优化稀疏处理以达到改善整个阵列天线辐射特性的方法,该方法具有优化区间小和计算量少等优点,为以改善性能和降低造价为目的的大型阵列天线优化稀疏处理提供了一条有效途径.结果表明通过优化稀疏处理,六边形平面阵的辐射特性可以获得相当大的改善,天线阵的最大旁瓣电平降低了7.5~9.4dB,仅对阵列天线外边缘部分单元进行优化稀疏处理可以达到与对全部单元进行优化稀疏处理相同的性能改进.