圆形口径平面天线阵列优化设计算法研究

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稀布天线阵列是指阵元在阵列孔径内非均匀排布的阵列。当阵元数目相同时，稀布阵列比具有相同几何结构的均匀阵列拥有更大的孔径，从而得到更窄的扫描波束，提高了阵列的空间分辨率。因此，稀布天线阵列非常适用于要求阵列有窄的扫描波束，但并不要求有相应增益的工程应用中。此外，稀布阵列的阵元间距增大，可以降低阵元之间的互耦效应。这些优点使得稀布阵列颇具实用价值。
　　峰值旁瓣电平是评价天线阵列性能的重要指标，如何降低阵列的峰值旁瓣电平是稀布阵列综合设计研究的重要方面。稀布阵列峰值旁瓣电平的优化在数学上是一个复杂的非线性优化问题。近年来，计算机技术水平飞速进步，遗传算法等一些智能算法被广泛应用于稀布阵列的综合设计中，并推动稀布阵列综合设计朝着大型化，多约束条件的方向发展。
　　本文运用实数编码的遗传算法和二进制编码的遗传算法对多约束条件下的大型圆形口径平面天线阵列旁瓣性能的优化进行了研究，主要内容如下：
　　1.介绍了一种以阵元数目、阵列孔径和最小阵元间距为约束条件综合圆口径稀布面阵的新方法，阵元沿等速螺线的轨迹放置，通过合理设置螺线参数，将一个圆口径面阵的稀布优化问题转化为稀布线阵的综合问题。这种方法有效地降低了圆口径面阵稀布综合设计的复杂程度。为了保证遗传操作之后产生的新个体依然满足约束条件，应用了广义交叉算子和广义变异算子。
　　2.采用了二进制编码的遗传算法，对同心圆环天线阵列的稀疏优化设计进行了研究，通过仿真发现了提高同心圆环阵列稀疏优化设计效率的方法。
　　3.采用改进的实值编码的遗传算法对同心圆环天线阵列圆环半径进行优化，得到了相邻圆环间隔阵列的旁瓣性能。
　　4.采用实值编码的遗传算法，改变每个圆环上的阵元个数并将阵元均匀排布，通过仿真优化得到了此类布阵模型下同心圆环阵列的旁瓣性能。
　　5.以均匀同心圆环天线阵列的阵列模型为基础，以阵元间距和阵列孔径为约束条件，对圆口径稀布平面阵列的低副瓣优化综合设计进行了研究，通过构造模板矢量，得到了满足约束条件的个体。考虑每个圆环上的相位余量，提高了阵元位置选择的自由度。

著录项

作者
王广鹏;
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作者单位

电子科技大学;

展开▼
授予单位电子科技大学;
学科信号与信息处理
授予学位硕士
导师姓名陈客松;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TN820.15;
关键词
圆形口径平面天线阵列; 旁瓣性能; 优化设计; 遗传算法;

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