文化算法应用于阵列天线方向图综合

介绍了文化算法在阵列天线方向图综合中的应用，以降低线天线阵的最大相对旁瓣电平为优化目标，对线天线阵的方向图进行了优化设计。并给出了基于实数编码的文化算法实现步骤。文化算法所具有的双层结构特性，使其在问题求解过程中能够利用经验知识来指导搜索过程，从而具有较好的全局寻优性能。通过计算机仿真，证明该算法所获得的天线方向图最大相对旁瓣电平低，并且具有较快的收敛速度。     

基于斜投影预处理的自适应波束形成方法

当存在主瓣干扰时,自适应天线方向图会出现旁瓣电平升高及主波束变形的严重问题。提出了基于特征空间斜投影预处理的自适应波束保形方法,将主瓣干扰子空间斜投影到旁瓣干扰和期望信号的合成子空间中,以消除主瓣干扰,然后对斜投影滤波后的协方差矩阵进行修正,并进行自适应波束形成,得到无畸变的自适应波束方向图。计算机仿真证明了,本方法可以对自适应方向图进行保形,在低快拍数情况下能够获得稳健的滤波输出。     

基于NLSM+IWO的非对称方向图唯相位优化

本文提出一种改进的非线性最小二乘算法(NLSM),通过引入入侵杂草算法(IWO)完成对初始解及迭代过程中的全局最优解的选取,解决了非线性最小二乘算法优化结果不稳定的问题。在阵列分布及单元个数一定的条件下,通过优化激励相位对相控阵天线方向图进行赋形,压低向地一侧峰值旁瓣电平,使背地一侧旁瓣电平递减变化。优化后的方向图可以有效降低中、近旁瓣杂波电平,证明了该算法的可行性和有效性。     

基于改进的差分进化算法的非均匀阵列综合

针对标准差分进化算法早熟收敛和局部搜索能力差的缺陷,采用一种改进的差分进化算法综合非均匀线阵.该算法在计算过程中自适应调整缩放因子和交叉概率因子,以非均匀阵列天线的阵元间距为优化变量,实现了阵列的最大峰值旁瓣电平的有效控制.仿真结果表明:该改进算法可应用非均匀天线阵列的综合,并取得良好的优化结果,简单实用,快速方便,鲁棒性和稳定性好.     

基于遗传算法的宽带相控阵天线综合

文中利用遗传算法综合不等距相控阵天线,把经过改进的方向图函数用于适应度函数的计算,在一定的带宽范围内对天线阵的馈电幅度及阵元间距进行了优化.这种方法在抑制副瓣电平的同时使天线阵的相对带宽得到了较大的提高,大大改善了相控阵的工作带宽并且达到了宽角扫描的要求.     

基于二阶锥规划的相干信号宽零陷自适应波束形成

针对传统自适应波束形成器在相干干扰位置出现快速变化时,输出性能下降,甚至干扰抑制失效的问题,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)的相干信号宽零陷自适应波束形成算法。该算法首先对接收数据协方差矩阵进行Toeplitz重构,然后重构了干扰加噪声协方差矩阵并对其进行零陷展宽处理;接着在保证期望方向波束无失真前提下,约束主瓣宽度和旁瓣电平,使得波束形成器干扰和噪声的输出功率最小;最后将该问题转化为凸优化中的二阶锥规划问题,并使用凸优化工具箱进行快速求解。仿真实验表明,该算法可以在兼顾全部阵列性能指标的前提下,在相干干扰区域形成宽零陷。     

稀布同心圆环阵列联合优化设计

针对有阵列孔径,阵元数目和最小阵元间距三种约束下的稀布同心圆环阵列综合问题,提出了一种基于差分进化算法的稀布同心圆环阵列半径和阵元间距的联合优化方法。利用差分进化算法,采用DE/current-tobest/1变异策略,应用约束向量约束最小半径间隔和最小阵元间隔,同时优化稀布同心圆环阵列半径和阵元间距,优化目标是使阵列响应的峰值旁瓣电平最小。该方法加快了算法的收敛速度,提高了差分进化算法的局部搜索能力并改善了种群多样性,解决了易早熟收敛的问题,降低了算法的复杂性和计算量,同时保证了阵列的旁瓣性能,使阵元在阵列孔径中更好地分布。     

基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射波束形成

波束形成中波束图的主波束宽度和旁瓣级是最重要又相互矛盾的一对指标.直线阵在端射方向具有超增益现象,能够获得比常规波束窄得多的波束.而Dolph-Chebyshev等人提出的阵元幅度加权理论可以使得在主波束宽度一定的情况下获得最低的旁瓣级.本文结合两者的优点,提出了一种基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射方向波束形成方法.该方法通过均匀直线阵的阵列流形提取出阵列中心点处的各阶声压梯度模态,然后在模态域进行Dolph-Che-byshev(DC)加权,再把模态域权值变换成阵元域权值.针对阵元间距小于半波长的直线阵进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方法得到的波束图主瓣宽度远小于相同旁瓣级的常规DC加权波束图,有效提高了波束空间处理增益.     

基于自适应理论的圆柱形阵列波束赋形算法

基于自适应天线阵理论,研究共形阵的赋形算法,给出一种用于圆柱形阵列天线三维方向图的波束赋形算法。该方法通过迭代获得一组最优阵元激励幅相加权值,可以同时控制阵列波束的方向、形状和副瓣电平。通过圆柱形阵列的仿真计算得到满足设计要求的三维平顶波束和余割波束方向图,证明这种算法的有效性。     

一种任意阵形的波束图优化设计方法

针对常规波束运用到复杂传感器阵列时旁瓣较高的缺点,给出了一种适用于任意阵形和阵元指向性的传感器阵列的主瓣约束条件下的最低旁瓣优化波束图设计方法。通过计算机仿真结果表明,该低旁瓣波束形成方法相比于常规波束的旁瓣控制方法,在同等主瓣宽度的情况下可以获得更低的旁瓣级。