阵列方向图综合的一些方法

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一种均匀圆形阵列方向图的综合方法_王璐

量为:
W (k + 1) = Rs- 1 (k + 1) Rd (k + 1) , (14)
将 (17) 代入式 (1) , 当 Pyk (Υ) 和 Pd (Υ) 在主瓣的误差足够小并且 Pyk (Υ) 的副瓣电平等于或者小于 Pd (Υ) 的副瓣电平, 迭代终止, 将得到符合设计要求的圆形
124 桂林电子科技大学学报 2010 年 4 月
1 问题的描述
如图1 所示, 半径为R 的M 个等间距各向同性阵元组成的圆形阵列, 其中 Υ是起始于 x 轴正方向的方位角, Η是起始于z 轴正方向的俯仰角。阵列的第m 个阵元与 x 轴的角度用 Υn= 2Πm N (m = 0, …, N - 1) 表示。如果来自方向 (Η, Υ) 的一波数为 k = 2Π Κ的平面波照射到圆形阵列上, 则N 个阵元相对于阵列中
为阵元加权矢量, f (Υi) 为干扰函数。 E 就可以表示
为:
N
∑ E =
f (Υi) Vs′(Υi)W - Pr (Υi) 2 ,
(5)
i= 1
要使 E 最小, 问题就转化成了最小均方误差的问
题[6 ], 输出最佳向量为
W op t =
R
s
1R d
,
(6)
设 Pd (Υ) 为实际可达到的方向图。通过迭代程序调整干扰函数 f (Υ) 来获得一个满意的方向图。干扰函数 f (Υ) 通过下式来调整[2]:
圆形天线阵列是天线单元均匀的分布在圆周上构成的阵列天线。由于内在的圆周旋转对称性, 通过循环移动阵列激励, 简单而灵活的控制波束在水平面内进行 360°的扫描, 并且其增益方向图等特性不随扫描角的不同而变化。相比线阵只能提供 180°的方位角, 增益和方向图等特性随扫描角不同而变化而言[1], 圆形阵列有着天然的优势, 因而得到了广泛的应用。

阵列的方向图

阵列的方向图阵列输出的绝对值与来波方向图之间的关系称为天线的方向图。

方向图一般有两类：一类是阵列输出的直接相加（不考虑信号及其来向），即静态方向图；另一类是带指向的方向图（考虑信号指向），信号指向是通过控制加权的相位来实现的。

由信号模型可知，对于某一确定的m 元空间阵列，在忽略噪声的条件下，第l 个阵元的振幅为：l j l e g x ωτ-=0 (1)式中0g 为来波的复振幅l τ为第l 个阵元与参考点之间的延迟。

设第l 个阵元的权值为l w ，那么所有阵元加权的输出相加得到阵列输出为：∑=-=ml j l l e g w Y 100ωτ (2)对上式取绝对值并归一化后可得到空间阵列的方向图)(θG ：}max{)(00Y Y G =θ (3)如果式中1=l w ，式（3）即是静态方向图。

1．均匀线列阵假设均匀线阵间距为d ，以左边的阵元为参考点，另假设入射方位角为θ，图1 均匀线列阵其中方位角表示与阵列法线方向的夹角，则有：d l cx c k l )1(1sin 1-==θτ (4)式(3)可以化简为：∑=--=ml l j l e g w Y 1)1(00β (5)式中λθπβ/sin 2=，当1=l w 时又可以进一步化简为：)2/sin()2/sin(2/)(00βββm m e mg Y l m j -= (6)可得均匀线阵静态方向图图：)2/sin()2/sin()(0ββθm m G =(7)当d l j l e w β)1(-=，λθπβdd d sin 2=的式(6)可以简化为：)2/)sin(()2/)(sin(2/)(00d d l m j m m e mg Y βββββ--=- (8)于是可得指向为d θ的阵列指向图：)2/)sin(()2/)(sin()(0d d m m G ββββθ--=(9)MATLAB 仿真图方位角/度G (θ)/d B2700阵元M=8,thetad=0,均匀线阵方向图图2 指向0°时，均匀线列阵的方向图方位角/度G (θ)/d B2700阵元M=8,thetad=30,均匀线阵方向图图3 指向30°时，均匀线列阵的方向图2. 均匀平面阵假设有一个n m ⨯的均匀面阵，其几何关系如图(3)，以阵列左上角的阵元为参考点，x 轴上有n 个间距为d 的阵元，y 轴上有m 个间距为d 的阵元。

天线工程设计基础课件：阵列天线

性，根据电磁波在空间相互干涉的原理，把具有相同结构、
相同尺寸的某种基本天线按一定规律排列在一起，并通过适
当的激励达到预定的辐射特性，这种多个辐射源的结构称为
阵列天线。根据天线阵列单元的排列形式，阵列天线可以分
为直线阵列、平面阵列和共形阵列等。
阵列天线
直线阵列和平面阵列形式的天线常作为扫描阵列，使其主波
波束最大值方向，则
阵列天线
6. 2. 2 天线阵的分析
1. 均匀线阵的分析
相邻辐射元之间距离相等，所有辐射元的激励幅度相同，
相邻辐射元的激励相位恒定的线阵就是均匀线阵，如图 6.2所示。列天线图 6.2 均匀线阵
阵列天线
1 )均匀线阵方向图
若 n 个辐射元均匀分布在 z 轴上，这时单元的位置坐标
向图函数。当阵列单元相同时， f n (θ ， ϕ ) = f ( θ ， ϕ )，
对于均匀直线阵有 I n = I 0 ，上式可化为
阵列天线
其中
阵列天线
式(6－62 )为方向图乘积原理，即阵列天线的方向图函
数等于阵列单元方向图函数与阵列因子的乘积。 S (θ ， ϕ )
称为阵列因子方向图函数，它和单元数目、间距、激励幅度
单元共轴排列所组成的直线阵，阵列中相邻单元的间距均为
d ，设第 n 个单元的激励电流为 I n ej β n ，通过将每个阵列
单元与一个移相器相连接，使电流相位依次滞后 α ，
阵列天线
将单元 0 的相位作为参考相位，则 βn =nα 。由几何关系可
知，当波束扫描角为 θ 时，各相邻单元因空间波程差所引起
瓣指向空间的任一方向。当考虑到空气动力学以及减小阵列
天线的雷达散射截面等方面的要求时，需要阵列天线与某些

基于遗传算法的任意栅格星载多波束平面阵列方向图综合

维普资讯
２０年第１０７期
总第９期６
通
信对
抗
Ｎｏ１０７．２０
ＣＯＭＭＵＣＩＣＮＩＡＴＯＮＯＵＮＥＴＲＭＥＵＳＡＳＲＥ
Ｓｍ．６ｕ９
基于遗传算法的任意栅格星载多波束平面阵列方向图综合
Ｋｅｗｏｄｇｎｔｌｏｔｍ；ｎｅｎｒａ；ａｔｒｙｔｅｉ；ｈｐｄｂａａｔｎａｙｒｓ：ｅｅｉａｇｒｈａｔｎａａｙｐｔｎｓｎｈｓｓｓａｅｅｍｎｅｎｓｃｉｅ
１引言
为了提高信号的利用效率，星载阵列天线波束在地
广泛，现在已被应用于包括电磁优化在内的很多领域。
个波束实现等通量覆盖 …，天线多个波束覆盖区域的大
小和形状需要精确控制。
现有的综合阵列天线方向图的方法主要包括：比契
雪夫（ｈｂｓｅ）Ｃｅｙｈｖ方法、修正的伍德沃德一劳森（ｏ— Ｗｏｄ
面的投影要与所需覆盖区域的形状一致。或者为了用多
ｗｒ— ａｓｎａＬｗｏ）ｄ方法，和一系列的基于泰勒（ａｌ）口径Ｔｙｒ圆ｏ分布采样的方法【。这些方法大多只适用于线阵和阵 “】列结构规则的面阵（例如：矩形栅格阵列和圆形栅格阵
列）而对于阵列结构复杂的面阵则无法综合。，遗传算法具有良好的全局寻优能力，其应用越来越
ＧＡｓｄＳｙｔｅｉｆｔｌｔ－Ｂｏｎｌ－ＢａＰｌｎｒｒｙＢａｅｎｈｓｓｏｅｌｅＳａｉｒｅＭｕｔｅｍａａａｉＡｒｗｉｂｔａｙＧｅｍｅｒｔＡｒｉｒｏｔｈｒｙ

无须模板的阵列天线方向图综合设计方法

无须模板的阵列天线方向图综合设计方法景阳;范旭慧;梁军利【摘要】阵列天线方向图综合通常须选择适当的方向图模板.然而,目前还没有方向图模板选择方案的研究,因此无法保证现有模板的合理性.为避免所预设的方向图模板不可行,本文提出以最小化旁瓣最大值与主瓣最小值的比值为准则,构建方向图综合优化设计问题.该问题的不等式约束是非凸且耦合的.采用罚函数法将不等式约束引入目标函数中,然后设计一个光滑函数来逼近并替代目标函数中不可微部分,从而得到原问题的可微逼近问题,最后使用拉格朗日神经网络法求解逼近问题进而得到原问题的近似解.仿真试验验证了本文所提方法的有效性.【期刊名称】《航空科学技术》【年(卷),期】2019(030)006【总页数】7页(P74-80)【关键词】方向图综合;不可微目标函数;光滑函数;无须方向图模板;拉格朗日神经网络法【作者】景阳;范旭慧;梁军利【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710072【正文语种】中文【中图分类】TN957.3方向图综合的任务是设计一个波束形成加权矢量使得天线阵列获得的方向图满足预设的辐射要求。

方向图综合技术已广泛应用于雷达、声呐和通信领域[1～3]。

参考文献[1]提出了最大化主瓣波束增益的同时抑制旁瓣的恒模加权矢量方向图综合模型，并通过松弛恒模约束构造并求解该模型的松弛凸问题。

为了更好地控制波束，参考文献[4]在满足给定方向图模板的前提下最小化加权矢量幅值动态范围。

这些阵列天线方向图综合需要给定方向图模板。

当感兴趣的（目标）波达方向角不够精确时，那么需要设置宽主瓣方向图模板[5～8]；当强干扰存在但未获取到其先验位置信息时，可采用低旁瓣水平的方向图模板。

选择适当的方向图模板是阵列天线方向图综合的前提。

然而，目前还没有对方向图模板选择方案的研究来保证现有模板设置的合理性。

粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计_焦永昌

第21卷第16期2006年2月电波科学学报CHINES E JOURNAL OF RADIO S CIENCEVo l.21,No.1February,200616文章编号1005-0388(2006)01-0016-06粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计*焦永昌杨科陈胜兵张福顺(西安电子科技大学,天线与微波技术国家重点实验室,y ang yangke@,陕西西安710071)摘要粒子群优化算法是基于一群粒子的智能运动而产生的一类随机进化算法,其优点是算法非常利于理解和应用。

本文介绍了粒子群算法的原理和流程,研究了如何将这种方法运用于天线阵的方向图综合上,给出了PSO算法在综合阵列方向图的应用实例,表明粒子群算法在天线阵列综合中具有广泛的应用前景。

关键词粒子群算法,阵列天线,天线方向图中图分类号TN802文献标识码AApplication of particle swarm optimization in antennaarray pattern synthesisJIAO Yong-chang YANG Ke CHEN Sheng-bing ZHANG Fu-shun(N ational L abor ator y of A ntennas and M icr ow av e T echnology,X idian Univ.,y angy angk e@,X i c an S haanx i710071,China)Abstract Par ticle Sw ar m optimization(PSO)is a robust sto chastic ev olutionary computatio n technique based on the mov em ent and intelligence of sw arm,w hich is very easy to understand and implem ent.T his paper introduces a conceptual over-view and detailed ex planation o f the PSO alg orithm,as w ell as how it can be used for antenna arr ay design,and pr esents several results optim ized by PSO,w hich show the abroad application foreground of PSO in the antenna array desig n.Key words particle sw arm optimizatio n,array antenna,radiation pattern1引言在雷达、通信等众多领域中,往往需要特殊形状的天线波束(如余割波束、扇形波束,低副瓣等)。

圆形阵列方向图的数值综合算法

分空间可以作这样的扫描。但是直线阵的方向图特性随着角度的偏移其性能逐渐下降．比之下，圆形阵相
值计算方法，在零点约束和无约束情况下。通过数值
分析方法给出了其最优权的求解方法。分析了参考方
向图函数对其目标方向图的影响．然后进行了仿真分
析，以说明该方法的有效性和简洁性．
－
●
●
●
●
●
了一种较简单的数值计算类优化算法。但是其对初始
值选取比较敏感，容易陷入局部极值而无法得到满足要求的解．文献［６提出了一种利用数字傅立叶变换方法４】 —
收稿日期：０７１— ３２０ — ２２基金项目：湖南省教育厅资助项目（５７）０Ｃｌ６
（）１７
当没有零点约束时，从式（３可以知道，１）其最优
ＷｏＲ～Ｒ￣＝小
ｓ
（８１）
将其代入到式（）即可以得到综合后的方向图．１中，
２仿真分析
ｆ，）（一ｆｗＰ
算法主要有解析算法和数值计算方法．典的经Ｃｅｙｈｖｈｂｓｅ综合就是采用纯解析的算法来降低阵列方
向图，文献【，】ｌ２采用多项式极点移动等方法进行方向图的综合．但这些方法很难适应阵列的变化，对于非直线型或者圆型的阵列来说效果比较差．文献【提出３】
技大学学报（自然科学版）２００８年６月ＪｕｌｆＨｎｎＵｉｒｔｏＳｉｃｏｍａｏｕａｎｅｉｆｃｎｅ＆ＴｃｎｌｙＮｔｒｃｎｅＥｉｎｖｓｙｅｅｈｏｇ（ａｕｌｉｃｄｉ】ｏａＳｅｔｏ

阵列天线方向图综合算法研究

印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编
入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北工业
大学。保密论文待解密后适用本声明。
西北工业大学硕士学位论文
摘要
摘要
随着高速计算机技术的发展，优化算法因智能其鲁棒性强、适合多目且标，
对目标函数无可微性要求等特点，在天线设计领域得到了越来越广泛的应用。本文主要研究分析了两种智能优化方法－遗传算法和粒子群算法，以及这两种算法在阵列天线方向图综合中的应用。遗传算法是一种模拟自然界生物进化规律的迭代算法，通过选择、复制、交叉和变异等算子进行进化操作，逐步靠近最优解．本文对遗传算法的原理和特点
ｅｏｔｎＴｅｔｔｎｂｉｄｕｈｃｎ，ｉｔｇｃｓｎａｄｖｌｉ．ｂｓｓｕｏｉｏｔｎｔｇｓｅｉｒｌａｎ，ｓｇｕｏｈｅｏｉｓｅｈｌａｏｅｔｇｅｃｉｒｉｎｌｐｏｍｔｉ．ｔｏｄｒｔｉｉｏＧｉｐｓｔ．ｅｍｎｓｅｕｔｇＴｅｒａｃａｃｒｔｆｓｅｅＴｅｅｔｃｒｔａｎｈｈｙｎｈａｅｓｅｃＡｒｎｄｈｌ＇ｕｎｅｅｒａｐｔｅｐａｏｌｅａａａｅａｏｔｉｄｅｃｔｍｘｕｍｌｄａｈｅｉａｒｙｎａｐｍｚｔｒｕｅａｍｍｉｎｓｆｒｎｎｒｉｅｏｕｄｎｒｔｅｄｈｅｉｓｅｌｃｎｏｔｂａｓｐ，ａｉｐｖｄｌｏｅｅｃｏｔ．ｉｌｅａｏｔｌｅｈｅｗｔｎｒｅｒ－ｄＧｎｔＡｇｒｈｄｅｎｖｄｒｈｍｅａｉｍｏｅｃｈａｅｉｌｉｍＴｉｉｐｖｄｎｉＡｇｒｍａｏｄｄｓｎｔｃｎｇｒｌｈｍｒｅＧｅｃｏｔｉｌｕｔｅｇｐｔｒｒｏｆｕｂｓｏｅｔｌｉｓｓｏｉａｅｅｉａｅｈｓｅｎａｔｎ，ｌｉｒｕｓｕａｅｏｆｕｂａａａｅａｃｈｓｎｎａｓｕｔｎｌａｏｔｔｒｒｎｇｒｌｒｙｎｗｉａｅｉａｏｅｔｂｍｓｐｔｅｉａｅｎｎｈｈａｎｃｒｔｔｏｔａｌｓｔａｅｔｉｉｔｔｔｍｔｄｕｓｉｔｓｅｉｗｓｉｈｂｔｅｒｇｎｎｃｅｔｅｏｄｃｓｄｈｐｐｒｗｃｅｓｉｏａｈｈｈｉｅｎａｓａｅｖｄａｅｓｉ

阵列天线方向图综合新技术研究

阵列天线方向图综合新技术研究阵列天线方向图综合新技术研究引言：天线技术作为通信领域的重要组成部分，对于增强通信系统的性能至关重要。

传统的单天线系统在满足日益增长的通信需求上已经无法满足现代社会对高速、高容量通信的要求。

而阵列天线技术作为一种重要的解决方案，通过利用多个小天线构成的阵列，能够实现灵活的信号处理和波束形成，从而提高通信系统的容量和可靠性。

本文将综合介绍阵列天线方向图的新技术研究，包括波束形成算法、阵列天线的布局和优化、阵列天线的信号处理以及在不同应用场景下的性能研究。

一、波束形成算法波束形成算法是实现阵列天线性能优化的核心技术之一。

目前常用的波束形成算法包括传统的线性加权算法和现代的非线性自适应波束形成算法。

传统的线性加权算法采用简单的均匀加权方式，对所有接收到的信号进行加权求和，其算法简单但效果有限。

而非线性自适应波束形成算法通过自适应地调整天线的相位和幅度权值，能够根据信号的到达角度和干扰环境动态调整，从而提高阵列天线的波束指向特性和抗干扰性能。

在波束形成算法中，最常用的是基于最小均方误差准则的自适应波束形成算法。

该算法通过不断调整天线的权值，使得波束方向上的信号功率最大化，抑制波束以外的干扰功率。

此外，还有一些改进的算法，如基于约束最优化的波束形成算法、基于子空间分离的波束形成算法等，这些算法在特殊场景下能够更好地适应和优化。

二、阵列天线的布局和优化阵列天线的布局和优化是提高阵列天线性能的重要手段。

在阵列天线的布局中，影响性能最大的是天线之间的距离和方向的选择。

一般情况下，天线之间的距离越小，波束方向图的主瓣宽度越窄，抗干扰性能越好。

而天线之间的方向选择则决定了波束的指向性能。

在实际部署中，常见的布局方式有线性阵列、圆形阵列、矩形阵列等多种形式，不同的布局方式对应不同的应用需求，需根据具体情况综合考虑。

在阵列天线的优化中，常用的是基于遗传算法、粒子群算法等优化算法。

这些算法通过随机搜索和迭代优化的方式，对阵列天线的布局进行优化，进而提高天线的指向性和经济性。

入侵杂草优化算法用于阵列天线方向图综合

摘要：针对目前智能优化算法在处理具有多零点、凹口和低旁瓣等要求的复杂阵列天线方向图综合问题时易出现收敛速度慢或局部最优的问题，引入一种新型入侵杂草优化算法，并在此基础上设计了一种自适应入侵杂草优化算法．新算法既提高了收敛速度，又平衡了全局和局部搜索能力．与同类算法相比，新算法
入侵杂草优化算法用于阵列天线方向图综合
刘燕，焦永昌，张亚明，王新宽
（１．西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，陕西西安２．西北工业大学电子信息学院，陕西西安７１０１２９）７１００７１；
在处理复杂阵列天线方向图综合问题中性能更佳，具有更高的收敛速度和计算精度．关键词：阵列天线；方向图综合；入侵杂草优化算法；零点；凹口；低旁瓣中图分类号：ＴＮ８２１．９１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ２４００（２０１４）０１ — ００２９ — ０５
Ｌ儿Ｙａｈ，ＪＩＡＯＹｏｎｇｃｈａｎｇ，ＺＨＡＮＧＹａｎｉｒｎｇ，ＷＡＮＧＸｉｎｋｕａｎ
（１．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＡｎｔｅｎｎａａｎｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＬａｂ．，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖ．，Ｘｉ ’ ａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ

共形天线阵列方向图分析与综合

ｅｅｎａｔｒｓＡｏａｉｏｅｗｅｎｔｅｒｓｌｏｕｌｖａｃｌｔｎｂｓｆｌｍｅｔｐｔｅｎ．ｃｍｐｒｓｎｂｔｅｈｅｕｔｆｆｌｗａｅｃｌｕａｉｙＡｎｏｔ — ｏＨＦＳｆｒｔｅＳｏｈｗｈｌｒａｎｈｔｂｈｓｍｅｈｄｉｉｅｏｓｏｔｅｅｆｃｉｅｅｓｏｈｓｍｅｈｄｎｔｅｍｅｎｉ，ｏｅａｒｙａｄｔａｙｔｉｔｏｓｇｖｎｔｈｗｈｆｅｔｎｓｆｔｉｔｏ．Ｉｈａｔｖｍｅ
Ｏ方位面内的阵列主极化扫描方向图及交叉极化方向图进行了优化综合．。关键词：共形天线阵；合方向图；列分析；群优化算法；化综合耦阵雁优中图分类号：Ｎ８０１Ｔ２．２文献标识码：Ａ文章编号：０１２０（０Ｏ０ — ４６０１０ — ４０２１）３０９－６
２１００年６月第３卷第３期７
西安电子科技大学学报（自然科学版）
Ｊ０ＵＲＮＡＬ０ＦＸＩＩＤＡＮＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ
Ｊｎ２ｌｕ．００
Ｖｏ．７ＮＯ３１３．
共形天线阵列方向图分析与综合
ｐｌｒａｉｎａｄｔｅｐｒｏｍａｃｆｔｅｃｏｓｐｌｒｚｔｎｉｈｌｎｆ一０．ｏａｉｔｎｈｅｆｒｎｅｏｈｒｓ — ｏａｉａｉｎｔｅｐａｅｏｚｏｏ。

采用隐式空间映射算法的阵列方向图综合

基金项目：中央高校基本科研业务费资助项目（Ｙ１００００９；家自然科学基金资助项目（０００２Ｊ００９２０）国６８１４）作者简介：文涛（９４）男，安电子科技大学博士研究生，— ｉｗｔｎ＠ｍａｌｘｄａ．ｄ．ｎ王１８一，西Ｅｍａｌｗａｇ：ｉｉｉｎｅｕａ．．
一～～～一一＝～～一～一～一一量一．一～
（ｃｅｃｎｃｎｌｇｎＡｎｅｎｎｉｒｗａｅＬａ，ＸｉｉｎＵｎｖ，ｘｉｎ７０７，Ｃｈｎ）ＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙｏｔｎａａｄＭｃｏｖｂ．ｄａｉ． ’ １０１ａｉａ
采用隐式空间映射算法的阵列方向图综合
王文涛，王夫蔚，龚书喜，王兴
（安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，西西安西陕
Ｔ一一一哪～～～ｖｌ＿“ 詈～～ｋ一一由Ｈ一ｒ～．～曲一～．一旨一
间参量的映射关系，将主要的优化过程转移到粗糙空间进行，而通过优化粗糙模型达到优化精细模型的目从
的．由于优化调用的是可以快速计算的粗糙模型，因而优化效率大大提高，同时不断更新的映射关系使得粗
收稿日期：００１ — ５２１ — ２１网络出版时间：０１１ — １２１－２２

基才一种QPSO算法的阵列天线方向图综合

２．Ｓｃｈｏｅｎｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００００，Ｃｈｉｎａ）
ａｎｔｅｎｎａｐａｔｔｅｎｒｓｙｎｔｈｅｓｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｑｕａｎｔｕｍｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｌｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ（ＱＰＳＯ）ｗｉｔｈｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ
足等缺点，为此本文提出一种基于量子位概率幅编码ＱＰＳＯ算法的阵列天线方向图综合技术．即在方向图综合中．ＱＰＳＯ算法采用量子位对粒子当前位置进行编码，用量子旋转门实现对粒子最优位置的搜索．用量子非门实现粒子位
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｔｔｅｒｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｓａｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｓｍａｒｔａｎｔｅｎｎａｓ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｓｏｍｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｐｒｅｍａｔｕｒｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｂａｄｌｏｃａｌｏｐｔｉｍａｌｓｅａｒｃｈｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐａｔｔｅｒｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ａｎｏｖｅｌａｒｒａｙ

一种均匀圆形阵列方向图的综合方法

Ｋｅｗｏｒｙｄｓ：ｉｃｕａｒａｒｙｃｒｌｒａｓ；ｍｍｓｅ；ａａｐｔｖｒａｈｏｒｄｉｅａｒｙｔｅｙ；ｐａｔｒｙｈｅｉｔｅｎｓｎｔｓｓ
圆形天线阵列是天线单元均匀的分布在圆周上
构成的阵列天线。由于内在的圆周旋转对称性，通过循环移动阵列激励，简单而灵活的控制波束在水平面
制副瓣电平满足设计的要求，算法的控制是比较有效和成功的，以对旁瓣的电平进行任意的控制。但是可
算法的缺点是不能对主瓣进行控制ＺｏａｐｎｈｕＹｕｎｉｇ
ＡｂｔａｔＢｓｄｏＭＳＥａａｔｅａｒｙｔｅｒｓｒｃ：ａｅｎＭｄｐｉｒａｈｏｙ，ａｃｒｕａｒａｓｐｔｅｎｓｎｈｓｓｗａｐｌｄｆｒｔｅｈｇｉｅｖｉｃｌｒａｒｙａｔｒｙｔｅｉｓａｐｉｏｈｉｈｓｄ — ｅ
ｌｂｅｅｓｏｅｌｖｌ．Ｔｈｙｔｅｉｕｅｈｈａａｔｒｓｉｓｏｎｉｊｍｍｉｇｉｈｄｐｉｅａｒｙｅｓｎｈｓｓｓｄｔｅｃｒｃｅｉｔｃｆｔ— ａａｎｔｅａａｔｒａ．Ａａｇｕｅｆａｔｉｎｖｌｒｅｎｍｂｒｏｒｉ— ｆ
方向和宽度。关键词：圆形阵列；小均方误差；自适应；向图综合最方
中图分类号：ＴＮ８２
文献标识码：Ａ
文章编号：１７ —０Ｘ（ｏ００— １２０６３８８２１）２０２—４

基于多分PSO算法的阵列天线方向图综合

基于多分PSO算法的阵列天线方向图综合郭华;杨永建【摘要】针对如何确定PSO算法粒子分裂数目、如何评价粒子寻优能力与算法寻优能力这3方面的问题,对多分PSO算法在不同粒子分裂数目时,线阵低副瓣方向图、带零陷低副瓣方向图的综合性能通过定义粒子停滞率、寻优比进行了研究,分别从所综合的方向图性能和粒子寻优能力进行了详细分析.仿真结果表明:分裂次数越多,寻优比越大,算法收敛速度越快,但粒子停滞率基本不变,对于较为复杂的方向图综合,随着分裂次数的增多,寻优比增大的幅度变小,且仿真所需的时间增加.仿真分析表明所定义的2个参数能够有效地反映多分法的寻优能力及多分法中粒子的寻优能力,从微观角度对多分PSO算法的寻优能力做出较为可靠的评价.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(015)002【总页数】5页(P66-70)【关键词】多分PSO算法;粒子停滞率;寻优比【作者】郭华;杨永建【作者单位】空军装备部,北京,100000;空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安,710038【正文语种】中文【中图分类】TN820.1评价天线性能的重要参数指标之一是天线的最大旁瓣电平。

阵列天线中通常有4个参数是可变的:阵元数目,阵元的空间位置,阵元的激励幅度及相位。

通过选择合适的阵元间距、激励幅值和相位来最大限度地降低旁瓣电平是阵列天线方向图综合中的一类重要课题。

阵列天线的综合是指根据需要的辐射特性(如方向图、方向性系数、增益等)确定天线阵元的排列结构、数目、间距、激励的幅度与相位等参数。

阵列天线波束综合是一个十分困难的非线性优化问题。

经典的优化方法[1]通常是针对某一类特定的问题而提出来的,如果在综合中有一些约束条件,这些经典算法就很难实施。

近年来基于进化的各种智能算法在阵列方向图综合中取得了一系列成果,并有效地运用于电磁场和阵列天线方向图综合等领域[2-3]。

粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)[4]是一种自适应全局优化启发式算法。

基于方向图拓展和FFT的阵列快速综合法

文章编号 1005-0388(2003)05-0540-05基于方向图拓展和FFT 的阵列快速综合法X盛严慈金荣洪(上海交通大学电子工程系,macarthur@,上海200030)摘要基于阵列方向图自身的周期特性,将方向图近似地拓展至不可见区域,使任意间隔阵列的方向矢量成为空间正交基,以便采用快速傅利叶变换算法,并通过迭代过程中迭代目标方向图的逐次改变,最终实现了阵列方向图的快速综合。

数值计算结果和计算量分析表明,和现有方法比较,算法的收敛速度获得了很大的提高。

这对于大规模的阵列,其优越性更加明显。

关键词阵列天线,方向图综合,空间拓展,快速傅利叶变换中图分类号 TN82 文献标识码 BA speedy array pattern synthesis method based on patternexpansion and FFTSHENG Yan -ci JIN Rong -hong(Dep t.of Electr onic Eng.Shanghai J iao T ong Univ er sity ,macar thur @sj tu.ed ,Shanghai 200030,China)Abstract In this paper,a speedy pattern synthesis method is proposed by approx imate -ly ex panding the array pattern to inv isible reg ion based on the periodicity of the array pattern.The directional vector of an array w ith various element interv al could be used as a normal basis of the expansion,so that fast Fourier transform algorithm can be utilizedand the synthesis algorithm is accelerated.The goal pattern is also adjusted in every step of the iteration to improve the convergent speed of the iteration.Numerical results show that the convergent speed can be g reatly raised com pared w ith the ex isting methods,es -pecially for large arrays.Key Words array,pattern synthesis,expansion of pattern region,fast fourier trans -form1 引言方向图综合方法主要有解析法、解析与数值相结合的方法和纯数值的综合法三大类。

多模式低副瓣阵列方向图综合方法

多模式低副瓣阵列方向图综合方法
曾桂兰;蒋彦雯;范红旗;冯一伦
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】本文面向阵列天线低副瓣的实际应用需求,利用空时编码的思路设计加权矢量,分别提出序贯快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)方法、约束方程计算方法和优化函数求解方法,对应多脉冲低副瓣方向图综合时加权矢量时变、不变和奇偶交替变的3种不同工作模式。

理论分析和仿真实验表明,序贯FFT和约束方程计算方法均能实现超低副瓣方向图(优于-50 dB),而优化函数求解方法在实现低副瓣的同时仍能保持方向图主瓣的良好性能,避免了传统方向图综合方法无法同时兼顾主副瓣性能的缺点。

另外,从计算复杂度、随机幅相误差、干扰抑制等各方面综合分析了不同方法的优缺点,可为实际阵列天线的工程应用提供理论指导和技术参考。

【总页数】10页(P882-891)
【作者】曾桂兰;蒋彦雯;范红旗;冯一伦
【作者单位】国防科技大学电子科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN95
【相关文献】
1.基于FFT变换的阵列天线低副瓣方向图综合
2.基于MOPSO-PSC雷达罩阵列低副瓣方向图综合
3.一种低副瓣稀布阵列天线的方向图综合算法
4.基于迭代NUFFT 的不等距阵列天线低副瓣方向图综合
5.基于近场校正的相控阵天线低副瓣方向图综合
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