基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法研究

提出了一种基于虚拟阵叠加原理的阵列抗干扰方法。将相控阵列分解成一个主阵列和 N 个虚拟阵列,主阵列采用 Taylor 幅度加权实现低旁瓣电平,并通过相位控制使主波束对准来波方向。虚拟阵列也采用 Taylor 加权,并在主阵列旁瓣上产生 N 个零点,实现阵列的旁瓣对消, 虚拟阵的低旁瓣将减少对阵列主波束的影响,虚拟阵加权后与主阵列叠加最终得到整个阵列抗干扰的幅相权值。文中使用该方法对一个 24 元直线阵进行抗 3 个干扰的设计验证,在 3 个干扰方向实现了小于-100dB 的零点,证实了该方法的有效性。     

两种改进算法相结合的圆阵稀布方法

由于圆阵具有扫描范围宽、波束方位控制灵活、天线增益稳定等特性,使其iEA,~到日益广泛的应用,但圆阵方向图却有相对主瓣较高的旁瓣电乎的缺点.为达到使旁瓣电平尽量降低的目的,文中采用改进遗传算法和改进差分进化算法,并将两者结合,取角度的差值为染色体的基因,进行阵列孔径、单元个数、最小间隔一定的稀布优化排列,减小了搜索空间,提高了搜索效率.仿真结果表明:该方法可有效地提高收敛速度,降低圆阵的旁瓣电平.     

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。     

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...     

加脊喇叭构成的幅度复加权测向圆阵研究

常规宽频带双通道干涉仪测向圆阵在高频时系统稳健性能较差，在此基础上本文提出了利用加脊喇叭天线构成的幅度复加权测向圆阵作为补偿手段。论文对幅度复加权测向原理进行了详细推导，并利用实际测试结果进行了研究。结果表明：阵元在满足特定幅度方向图的情况下，幅度复加权测向阵列可以得到较高的测向精度。由于无须利用相位信息，不存在相位模糊问题、由于不受阵列口径限制，从而可以靠增加阵元数目来补偿阵元边缘电平。提高了系统灵敏度、增强了系统稳健性能。     

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.     

圆形阵列天线优化稀布布阵方法研究

本文针对圆形阵列天线特有的角度特性,应用改进的差分进化算法,取角度差值为个体元素,进行阵列尺寸、阵元个数、最小间隔一定的稀布优化排列,减小了搜索区域,提高了搜索效率。仿真结果表明,该方法可有效提高收敛速度,降低方向图的旁瓣电平。     

超大阵面分布式相控阵雷达的自-交叉相位定标方法

针对传统的相控阵雷达定标算法无法适用于超大阵面分布式相控阵雷达的问题,该文提出了自定标、交叉定标相结合的相位定标算法。分析了超大阵面分布式相控阵雷达的误差来源;建立了超大阵面分布式天线阵列在工程约束下的误差模型,详细阐述了自定标和交叉定标的原理和方法,并将该方法从相位单元推广到雷达阵列。最后,对自-相交相位定标算法进行了仿真实验和工程应用。结果表明该算法能大幅提高超大阵面分布式相控阵雷达的主旁瓣电平比。      

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。     

约束阵元最少化的圆阵列方向图综合

本文提出了一种基于最少阵元约束的圆形阵列方向图综合方法。首先,分析了基于 范数约束时优化模型非凸的原因;其次,利用基于 和 混合约束的优化模型对其进行逼近,与传统方法相比,既扩大了搜索的可行域又提高了优化精度;最后,对阵元数已定的圆形阵列的阵元位置和权值进行联合优化,以克服固定栅格点对方向图综合性能的影响。仿真数据验证了本文方法的有效性,在减少阵元数目的同时可进一步降低圆形阵列方向图的峰值旁瓣电平。      

宽带相控阵天线延迟线分析

采用频率无关移相器的相控阵天线的波束指向会随频率发生变化,实时延迟线是提高宽带相控阵天线波束指向精度的重要方法。分析了子阵级采用延迟线,单元级使用移相器的宽带相控阵天线副辫特性,发现当工作频率改变时,由于阵列存在周期相位误差导致天线副瓣电平抬高。针对此问题,提出单元级精细延迟线方案,消除周期相位误差对天线副瓣的影响。仿真结果表明,这种方法在扩展相控阵天线带宽的同时,明显改善了天线的副瓣特性。     

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。     

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。     

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。     

Phase-only synthesis of minimum peak sidelobe patterns for linearand planar arrays

Minimization of the maximum sidelobe level for a given array geometry by phase-only adjustment of the element excitations is considered. Optimum phases are obtained by using a numerical search procedure to minimize the expression for the pattern sidelobe level with respect to the element phases. Results for both linear and planar arrays of equispaced elements are presented. The data suggests that optimum sidelobe level is a logarithmic function of array size, and optimum patterns have relative efficiencies that are typically somewhat greater than for comparable-amplitude tapered arrays. An analytic synthesis algorithm is presented for use on very large arrays for which the numerical search technique for the minimization of the sidelobe level is computationally impractical. This method produces patterns with characteristics similar to arrays synthesized using the numerical search method, i.e. relatively uniform angular distribution of energy in the sidelobe region, and generally decreasing maximum sidelobe level as the array size is increased     

Minimization in variations of different parameters in different φ planes of a small-size concentric ring array antenna using firefly algorithm

The radiation pattern of a small-size concentric ring array antenna does not remain φ-symmetric, if the array is made with an appreciably lesser number of antenna elements. The sidelobe level, first null beamwidth (FNBW), half-power beamwidth (HPBW), and the null depths of the radiation pattern change significantly in different φ planes. An efficient pattern synthesis method has been developed in this work to reduce the variation of sidelobe level, FNBW, and HPBW of a small-size concentric ring array of isotropic antennas, for different φ cuts. It is done by finding out an optimum set of amplitude distribution of the array elements using firefly algorithm. The sidelobe level and the first null depth of the array are kept below a desired value for all the defined φ cuts. The directivity of the optimized array and the uniform array has been computed. The variation of all these parameters for different φ cuts has been compared to the same array with uniform excitation among the elements.     

Characterization of the random array peak sidelobe

Upper bounds on the height of the peak sidelobe of the random array are derived using the theory of level crossings of a random process. Statistical properties of the random array beam pattern are presented and are used to calculate the expected number of up-crossings of a given level by the power pattern. Upper bounds on the peak sidelobe height are obtained using the expected number of up-crossings. The bounds are compared with computer simulation results.     

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.     

Constrained optimization of the performance indices of arbitrary array antennas

The solution to the optimization of performance indices of array antennas such as directive gain, efficiency index, and signal-to-noise ratio, do not provide information regarding the sidelobe region of the radiation pattern. It is shown that, with proper constraints on the sidelobes, a given performance index can be optimized to give a radiation pattern with desired sidelobe levels. As most of the performance indices of an array antenna can be expressed as a ratio of two Hermitian quadratic forms, an eigenvalue method is used for the constrained optimization. This method gives explicit expressions for the excitation vector and constrained values of the performance indices. An iterative technique is used to ensure that the specified field values occur at the sidelobe peak positions. The element excitations obtained by this technique for maximum gain and uniform sidelobe level are similar to these obtained by the Dolph-Chebyshev technique.     

A synthesis of array antennas for high directivity and low sidelobes

By application of a Gegenbauer polynomial, pattern synthesis of array antennas which have high directivity and low sidelobe level is investigated. A Chebyshev or uniform-amplitude array is included as a special case of the result obtained. The current amplitudes of the array elements are represented by a Jacobi polynomial and are easily calculated. It is shown by numerical calculations for a linear array and a hexagonal planar array that there is an optimum directivity for a specified sidelobe level within a class of Gegenbauer-polynomial patterns.