子阵级相控阵差波束旁瓣抑制新方法

针对采用单脉冲技术的相控阵系统,在子阵级采用数字加权抑制差波束的旁瓣.利用遗传算法优化子阵级加权,构造了加权向量和方向图等两种适应度函数.对只使用一种适应度函数的常规遗传优化方法进行了改进,提出分阶段、多适应度函数的方法:将优化过程分为两个阶段,并分别使用加权向量和方向图参数作为适应度函数.改进方法提高了遗传优化的稳定...     

扇区波束赋形基站天线分析与综合

本文分析了几种复杂结构基站天线 ,并使用遗传算法进行了方向图综合设计。对天线结构采用线栅网格近似 ,用矩量法分析。并针对方向图参数要求 ,采用遗传算法对天线方向图进行了综合。在优化过程中对方向图参数构造了综合目标函数 ,保证了增益、满足了扇区波束宽度 ,并控制了后瓣。此方法可用于同种类不同振子排列形式的天线。本文的结果对工程和理论研究都有重要意义     

基于空频域MIMO波形优化的雷达通信共享系统设计

提出了一种基于空频域波形设计的雷达通信共享系统，即对多输入多输出发射波形在空域和频域进行优化，利用优化的发射方向图主瓣实现对目标区域的雷达探测，通过控制通信方位的发射方向图旁瓣水平以及通信频带上的功率谱密度水平来实现通信信息传输。为此，在方向图旁瓣电平、波形功率谱水平、波形恒模等约束下，以发射方向图的匹配误差为目标函数，建立了相应的波形优化问题，并采用半正定松弛方法和高斯随机化方法来求解该问题。文中给出了通信信息的解调过程，且分别验证了雷达性能和通信性能。     

一种基于HFSS结合遗传算法进行阵列天线方向图优化的研究

提出一种新的对阵列天线方向图进行优化的方法,即借助Ansoft HFSS软件进行单元天线阵仿真,提取出各单元单独馈电的电流数据或远场数据,利用遗传算法对提取出的电流数据实施优化,得出满足方向图要求的单元电流值和相位值。结果表明,基于HFSS建模的灵活性,该方法可方便进行任意特性天线阵列的方向图综合,优化时对提取出的数据只需进行简单的远场外推或叠加,因而具有极快的计算速度。区别于传统的单独用遗传算法进行优化的方法,该方法将工程软件Ansoft HFSS和遗传算法相结合,有效地提高了天线阵综合时的计算精度和目标函数的计算效率,进而有效提高了方向图的优化效率。     

基于辅助相位优化的交替投影阵列综合算法

本文提出一种新的方向图快速综合算法.该方法基于交替投影算法（AP）,首先对目标方向图幅度进行限制,其次引入了目标方向图相位变量并对其进行优化,得到最佳目标方向图相位,最后结合临近分裂方法来求解有约束的最小二乘问题（CLMS）以获得满足要求的激励.相比于其他AP类算法只对方向图幅度进行限制的处理,本文对方向图相位的优化处理有助于提高算法的收敛速度和性能.实验结果表明,无论有无激励约束的情况下,该算法均能取得良好的优化效果,且适用于任意阵列,具有很好的推广能力.     

基于Zernike多项式的单偏置反射面天线赋形设计

研究了一种用Zernike多项式表示反射面,通过目标函数优化天线指标的反射面天线赋形方法。通过加入第一零深到目标函数中改进原目标函数,消除方向图变异。分析了Zernike阶数n=4时Zernike曲面与单偏置抛物面之间的误差。运用此方法设计了一款反射面天线:频率为9.5GHz-10.5GHz,增益≥41dB,水平波束副瓣电平≤-30dB(±10°内),≤-35dB(±10°外),俯仰波束在-35°到+30°范围内,相对增益小于目标包络线。     

椭球面螺旋天线特性分析

采用螺旋基函数和检验函数的矩量法对椭球面螺旋天线进行了分析,给出了天线轴向尺寸变化对天线的驻波、增益、极化及方向图等特性的影响,为不同要求下天线形式的选取提供了良好的依据。     

基于遗传算法的阵列天线方向图综合

本文介绍了用遗传算法对阵列天线方向图进行综合的方法。首先利用泰勒及切比雪夫幅度分布的方向图作为优化目标进行幅度优化,验证了遗传算法用于阵列天线方向图综合的可行性。然后给出了某S波段成像雷达天线阵遗传优化结果的幅相分布曲线。最后将优化方向图与标准遗传算法综合的结果比较。结果证明文中所述方法能更好的逼近目标方向图。     

圆形阵列天线方向图的分布函数优化方法

以离散有限长复指数和的计算为基础,讨论了二雏阵列的方向图问题.通过引入分布函数的概念,可知离散有限长复指数和为其分布函数离散傅里叶变换在1点的值.基于此结论,分析了二维阵天线阵元分布于天线方向图之间的关系:二雏阵列任意方向的方向图为其在该方向分布函数的离散傅里叶变换,该分布函数可通过统计其投影在该方向的临近区域处阵元数目获得.然后,通过对混合圆形阵列天线方向图的分析,验证了该关系的正确性,并说明了上述关系在分析阵列方向图的应用.在此基础上,进一步分析了阵元权重系数对方向的影响,发现该方法与通过改变阵列天线阵元分布的方法等效.最后,提出了基于分布函数的圆形阵列方向图优化方法,并通过仿真实验验证了该方法的可行性.该方法可通过改变圆形阵列阵元沿径向的权重系数使得其对应的任意方向的方向图与期望的窗函数近似.     

基于 DFT 的 MIMO 雷达发射方向图设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达的发射方向图设计问题,为了在保证方向图匹配性能以及空域弱互相关性的前提下,有效降低计算复杂度,提出一种基于离散傅里叶变换(DFT)的方向图设计算法。该算法先依据方向图的匹配性能及空域互相关性构建代价函数,再利用DFT 构造发射信号协方差矩阵,从而避免了采用传统凸优化方法引入的极高复杂度。理论分析表明,该算法设计的信号协方差矩阵能够满足方向图设计模型中的基本约束条件,同时使得代价函数最小,具备一定的合理性。仿真及性能分析结果表明,该算法计算复杂度低,且设计出的方向图匹配性能良好、空域互相关性小。     

基于一种新的遗传算法的天线方向图综合技术

给出了一种基于实数编码遗传算法的天线方向图综合方法.在遗传算法模型中采用了向下、向上外推和非一致杂交算子等交叉技术,并结合内插、交换等多种技术形成综合交叉方式.该算法克服了已有算法早熟、对初始群体依赖性等缺陷的同时,较大幅度地提高了算法的收敛速度和可靠性;通过在目标函数中加入零陷方差项克服了现有算法零陷不均衡的缺陷.计算机仿真结果表明,与现有算法相比,该方法用于天线方向图综合具有收敛速度快、零陷均衡、可靠等优势.     

基于混合变异差分进化算法的均匀面阵稀疏优化

差分进化算法(DE)已被广泛应用于解决稀疏面阵优化问题,针对DE 算法早熟、全局搜索能力差、容易陷于局部最优的问题,提出一种混合变异差分进化算法,通过加入概率因子来平衡算法收敛速度与全局搜索能力,以阵列孔径、阵元数量以及阵元间距为约束条件,将算法中的实数编码转化为二进制编码,以方向图平面峰值旁瓣电平之和最低为目标函数,通过优化后得到的阵元分布,得到稀疏优化阵列的三维方向图。仿真结果表明:该方法在满足约束条件的同时,能够避免算法早熟得到较优的目标函数值,概率因子为算法提供了额外的自由度。     

基于实数编码遗传算法的稀布阵列综合

针对有孔径和阵元总数约束的线性阵列,提出了一种基于实数编码遗传算法的稀布阵列综合方法。算法中每条染色体基因主要由阵元间距和激励幅度共同组成,采用双变量组合优化的方式为阵列性能优化提供了更多的自由度。采用十进制实数量化编码的方式,省去了二进制编码过程中的解码运算,使算法程序更为简洁,效率更高。以降低阵列方向图的峰值旁瓣电平为目标函数,运用提出的改进遗传算法针对几种不同的线性阵列进行优化仿真,在同等约束条件下将该算法与其他改进遗传算法进行了优化对比,结果表明该算法表现更为出色。     

基于谱方法和松弛标记的非刚性点匹配算法

谱方法是点模式匹配中一种重要的方法,但该方法对于点模式中噪声与出格点较为敏感,为克服了传统谱匹配方法存在问题,提出了一种运用谱方法和松弛标记的非刚性点模式匹配算法。该方法首先提取点模式中点的KL特征获取点与点的匹配概率,然后运用松弛标记法得到点集间明确的匹配关系;同时,为保证算法的鲁棒性,给松弛标记法定义一个匹配的目标函数,在函数的优化框架下迭代的计算匹配的最优解。本文主要从三方面对传统谱方法进行了改进:首先运用基于KL的匹配概率计算方法提高了原谱图方法抗噪方面的性能,进而在松弛标记方法框架中运用谱方法进行匹配,使算法对出格点具有更好的鲁棒性,最后融合的运用了点的谱图特征和空间分布特征,使算法在较大形变情况下仍能实现有效匹配。文章实验验证了算法的有效性。      

一种任意阵的方向图模值综合方法

 本文提出一种遗传算法和凸优化相结合的方向图模值综合方法.将方向图主瓣的相位作为遗传算法的优化变量,结合期望主瓣的模值构造适应度函数.利用凸优化求解该适应度函数可得相应个体适应度的最优值,提高了算法的搜索性能.相位的优化使得本文方法综合结果与阵列的参考点无关,而且适用于任意阵.仿真数据结果验证了方法的有效性.     

基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(SAR)的模糊特性,提出了一种自适应遗传算法。该算法同时对模糊和方向图进行优化。首先确定模糊区域,然后以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平(包括星载SAR模糊区域的副瓣电平)为目标函数,应用自适应遗传算法对天线方向图进行综合。为了避免早熟的现象,在该算法中,交叉概率、变异概率和变异范围同时进行了自适应的变化。和非自适应遗传算法相比较,该算法迭代步骤少,收敛速度快。仿真结果表明,模糊度得到了很好的抑制,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

基于DEA的圆阵旁瓣电平优化方法

由于圆形阵列所具有的特性,使其正得到日益广泛的应用,但是圆阵方向图却具有相对主瓣较高的旁瓣电平。为此,文中针对均匀圆形阵列的天线单元,应用差分进化算法,分别进行唯相位、唯幅度、相位一幅度的方向图综合方法,进行旁瓣电平的优化。仿真结果表明：这些方法可有效地降低圆阵的旁瓣电平,为解决此类问题提供了有益的参考。     

基于模拟退火遗传算法的波束图设计

针对传统的标准遗传算法应用于传感器阵列的波束图设计时,存在收敛速度慢和计算结果稳定性低的问题,文中提出了一种模拟退火遗传算法.该算法对标准遗传算法的适应度函数、交叉算子和异化算子等多个要素分别进行了改进,并融入了模拟退火算法.模拟退火遗传算法应用于波束图设计时,具有较快的收敛速度和较高的稳定性.仿真结果表明基于该算法的波束图设计方法,获得了比传统方法旁瓣级更低的波束图.     

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。