基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法
基于遗传算法的均匀子阵数字多波束形成研究
Ｖ １４， ｏ ２ ｏ． Ｎ ．
文献标识码 ： Ａ
基 于遗传 算 法 的均 匀 子 阵数 字 多波束 形成 研 究
江 禹生 ，周 勋 ，刘 枫
（． １重庆大学通信工程学院 ， 重庆 ４ ０４ ； ００ ４
２ 电子科技集团第二十九研究所 ， ． 四川 成都 ６０３） １０ ６
摘
要：现代雷达系统一 般采用子阵的形式 减少通道数 ， 匀划分 的子 阵有利于减小微 波网络的实 现难 度 ， 均 但形 成
２ Ｓ ｕ ｈ ｅ ｔ ｎｔ ｕｅｏ ｌ ｔ ｎｃＥ ｕｐ ｎ ， ｈ ｎ Ｄ １ ０ ６， ｈｎ ） ． ｏ ｔ ｓ Ｉ ｓ ｔｔ ｆ ｅ ｒ ｉ ｑ ｉ ｗ ｉ Ｅ ｃｏ ｍｅ ｔＣ ｅ ｇ ｕ６ ０ ３ Ｃ ｉａ
Ａｂ ｔ ｃ ：Ｍ ｏ ｅ ｒｄ ｒｓ ｓｅ ｓ ａｌ ｄ ｐ ｈ ｏｍ ｆｓ ｂ ｒａ ｎ ｏｄ ｒｔ ｅ ｕ ｅ ｔｅｎ ｍｂ ｒｏ ｓｒ ｔ ａ ｄ ｍ ａ ａ ｙ ｔｍｓ ｕ ｕ ｌ ａ ｏ ｔｔｅ ｆｒ ｏ ｕ ａｒｙ ｉ ｒｅ ｏ ｒｄ ｃ ｈ ｕ ｅ ｆ ｙ
一
个接 收通 道 ， 阵之 பைடு நூலகம்再采 用数 字波束 形成 ， 子 这样
可 以极 大地 减小 接收所 需 的通道 数 ， 少硬件 成本 ， 减
同时 也减小 了工 程实 现的难 度 。 目前 国 内外对 于子
阵数 字波束 形成 的研 究 一 般 基 于非 均 匀 子 阵 ， 叠 重
子阵、 交叉 子 阵 的划 分 结 构 ， 且 仅 仅 形 成 一 个 波 而
ｏ ｍ ｓ ｂ ｒａ ｓ ｔｗｈ ｃ ｏ ｔ ｕ ｅ ｔ ａ ｔ ａｉｅ ｔ ｅ ｍｉ ｒ ｗａ ｅ ｎ ｔ ｆ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ｅ ｉｈ ｃ ｎｒｂ ｔ ｏ ｃ ｕ ｌｚ ｈ ｃ ｏ ｖ ｅ 、 Ａ ｔ ｄ ｂａ ｅ ｎ ｇ ｎ ｔｃ ａｇ ｉ ｍｅｈｏ ｓ ｄ ｏ ｅ ｅｉ ｌｏ—
基于蚁群算法的子阵级自适应多波束形成
基于蚁群算法的子阵级自适应多波束形成
张忠民;李蔚然
【期刊名称】《应用科技》
【年(卷),期】2022(49)1
【摘要】在大型阵列信号处理中,可以在子阵级进行数字波束扫描形成多波束,降低硬件成本和系统复杂度,其中子阵划分的优劣直接决定信号处理的性能。
针对子阵级多波束形成的问题,提出了一种基于蚁群算法的子阵划分最优策略,该策略将蚂蚁的迁移路径作为子阵划分方案,以峰值旁瓣电平为优化目标进行迭代搜索,使得子阵级自适应形成多波束方向图的旁瓣性能达到最优。
首先,分析了蚁群算法的基本原理,对子阵划分问题的解空间进行建模,设计最优策略并求解得子阵划分方案;然后采用线性约束最小方差准则(LCMV)计算子阵级权矢量,形成多波束方向图;最后通过对比分析了多波束方向图的性能。
仿真实验证明了所提算法得出的子阵划分以及激励匹配方案的有效性。
【总页数】7页(P83-89)
【作者】张忠民;李蔚然
【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.2
【相关文献】
1.基于伪随机码加权的非均匀天线阵自适应多波束形成方法
2.基于遗传算法的均匀子阵数字多波束形成研究
3.对称指数分布的子阵级多波束形成方法
4.基于SOCP 理论的子阵级干扰多波束形成方法
5.基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成
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基于改进遗传算法的相控阵雷达最优子阵划分
( wsub )
H
asub ( u , v ) asub ( −u0 , −v0 )
(4)
式中 表示 Hadamard 乘积， H 表示共轭转置。 本文中，遗传算法的目标函数即为方向图的旁瓣电平。
2.3. 子阵结构的编解码方法
为利用遗传算法对子阵结构进行优化，需要将阵列结构用二进制码表示，即将其映射为可由遗传算 法计算的染色体编码形式。本文中，染色体的信息用于由阵列中的一个初始阵元生成一个子阵；解码染 色体后，子阵被形成并更新状态标记，以表明在整个阵列中哪些阵元被划分到子阵内。
Journal of Antennas 天线学报, 2018, 7(1), 1-8 Published Online March 2018 in Hans. /journal/ja https:///10.12677/ja.2018.71001
(2) (3)
其中 a (θ 0 , ϕ0 ) = (ϕ1 ,
exp {− j2 π [ xm u0 + ym v0 ] λ} 。 ϕm , ϕ M ) 为阵元级导向向量，且 ϕm =
T
设 wsub 为子阵级加权向量(用于进行数字处理)，则以 ( u, v ) 为自变量的阵列方向性函数为
= f ( u, v )
为对相控阵的子阵结构进行优化， 首要问题是选择一种高效的优化方法； 显然应采用全局优化技术。 模拟退火与其它进化方法可实现对设计空间的全局搜索，这其中就包括遗传算法。 遗传算法是基于达尔文进化理论的高效进化搜索方法，基本可解决所有优化问题，无论有无约束条 件。其主要思想是从父代群体中保留好的个体，淘汰差的个体。它通过选择、交叉、变异等操作不断对 个体进行优化[5]。遗传算法综合了定向与随机搜索的优点；尽管其是一种随机搜索方法，但与传统搜索 方法不同，不依赖问题自身，可进行全局搜索，且搜索规模大、效率高，易于计算机实现。它是概率的 不确定的状态转移， 更容易得到全局最优解。 遗传算法对搜索空间进行随机取样， 与传统优化技术相比， 其收敛到非全局最优解的可能性大大降低。 遗传算法是对大型相控阵进行子阵优化的一种有效方法。遗传算法在优化过程中利用适应度函数作 为评价个体成功的测度。在对阵列特别是大型阵列进行优化的过程中，适应度函数是计算中最耗时的部 分，因为它包含了对阵列方向图的合成与分析。
基于遗传算法的部分自适应波束形成方法
基于遗传算法的部分自适应波束形成方法
晋军;王华力;刘苗
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2006(27)12
【摘要】将一种改进的遗传算法用于星载平面阵列天线方向图的实时综合.为了使遗传算法适合实时应用,在唯相自适应阵列的基础上进一步采用了部分阵元和部分比特的自适应波束形成,以降低算法计算量,提高其收敛速度.对基于改进遗传算法的唯相阵列部分阵元自适应波束形成和部分比特自适应波束形成进行了研究.模拟实验结果表明,两种方案都能够在波束"凝视"方向满足一定增益的前提下有效抑制来自旁瓣的强干扰,而且具有比传统唯相算法更快的收敛速度.
【总页数】6页(P92-97)
【作者】晋军;王华力;刘苗
【作者单位】解放军理工大学,通信工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,通信工程学院,江苏,南京,210007;解放军理工大学,指挥自动化学院,江苏,南京,210007【正文语种】中文
【中图分类】TN821+.91
【相关文献】
1.时序递归LS方法的部分自适应波束形成 [J], 郭强
2.基于遗传算法的部分比特自适应波束形成 [J], 晋军;刘云志;程剑;王华力
3.基于遗传算法—部分协整理论的配对交易方法及应用 [J], 毕秀春;于晓雨;张曙光
4.基于遗传算法的电力系统故障诊断的解析模型与方法──第三部分:浙江电力系统EMS信息获取与测试结果 [J], 文福栓;韩祯祥;田磊;史觉玮;张怀宇
5.基于干扰不确定集重构的相干稳健自适应波束形成方法 [J], 陈鹏;王威;杨益新;马远良
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一种基于遗传算法的波束设计方法
郁 彦 利 ，印 明 明 ，王 英 民 ， 王 海 军 （ 北 工 业 大 学 航 海 学 院 ，陕 西 西 安 ７ ０ ７ ） 西 １０ ２
・
论文・
【 摘
要 】提 出了基于遗传 算法优化 思想的波束设 计方法 ， 借助计 算机 对二十元阵进行波束优化设 计。结果表 束 与常 规 方 法 相 比 ， 得 了更 低 的 旁瓣 级 ， 分 说 明 了方 法 的 可 行 性 和 有 效 性 ， 多 元 任 意 阵 获 充 为 的波 束 设 计 提 供 了有 益 参 考 。
【 ｅ ｒ ｓ ｅ ｅｃ ａ ｏ ｔｍ；ｂａ ｏ ｉｇ ｉｅｌ ｅｌ ｅ Ｋ ｙ ｗｏｄ 】ｇｎｔ ｇｒｈ ｉｌ ｉ ｅｍ ｆ ｎ ；ｓ ｏ ｅ ｌ ｍ ｒ ｄ ｂ ｖ
１ 引 言
随着 阵列信号处理 的飞速发展 ，波束形成 器在现 代声呐 、 雷达 、 无线通信系统 中应用越来越广泛【 其 主 ｌ Ｊ ，
２１ 适 应 度 函 数 ．
波束 的旁瓣 级。传统的加权方法 ， Ｄ ｌｈ Ｃ ｅ ｙｈｖ 如 ｏ — ｈｂｓｅ ｐ 加权 （ Ｄ 即 Ｃ加权 ）在 给定 主瓣宽 度下可 获得较 低的 ， 旁瓣级 ， 此方法仅适 用于标 准线列 阵 ， 但 对任意阵并不 适 用。基于遗传 算法的波束设计是利用遗传 算法研 究 波束设计 问题 ，即采用遗传算法设计逼 近于某一理想 的波束 图 ， 照 给定 的波束 设计 要求 ， 立某 种相 应 按 建 的 目标 函数 ，利用遗传算法对波束 的加权系数进行 全
基于改进遗传算法的波束形成方法
基于改进遗传算法的波束形成方法
周宇鹏;张争气
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2010(027)008
【摘要】研究传感器阵列信号优化问题,针对传统的简单遗传算法应用于传感器阵列的波束形成时,存在收敛速度慢和计算结果稳定性低的问题,提出了一种基于改进
遗传算法的波束形成优化方法.算法对简单遗传算法的初始种群生成、适应度函数、交叉算子和异化算子等多个要素进行了改进,并融入了自适应技术.将改进的遗传算
法应用于波束形成,并进行了仿真.仿真结果证明,有效地提高了收敛速度和计算结果的稳定性.证明改进遗传算的波束形成方法,获得了比原始方法旁瓣级更低的波束图,波束形成的性能更优.
【总页数】4页(P208-211)
【作者】周宇鹏;张争气
【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学航海学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法 [J], 张海生;于勇;师亚辉
2.一种基于改进遗传算法的唯相波束形成方法 [J], 刘豪;赵璐璐;梁广;余金培
3.基于遗传算法的部分自适应波束形成方法 [J], 晋军;王华力;刘苗
4.基于改进的AR模型的逆波束形成方法研究 [J], 苏帅;孙超
5.基于改进BP神经网络和遗传算法的多风扇风洞风速廓面快速形成方法 [J], 顾徐波;马元巍;王德忠;顾卫国;范海民
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基于子阵的宽带数字恒定波束形成技术
陈舒 敏 ， 友 益 张
（ 舶 重 工 集 团公 司 ７ ３ ， 州 ２ ５ ０ ） 船 ２ 所 扬 ２ ０ １
摘要 ： 主要研究 了基于子 阵的宽带 恒定波束形成方法 ， 探讨 了子阵带 宽 、 阵大小 和最大波 束偏移角 三者之 间的约 子
束 关 系 ， 后 给 出 了在 子 阵 级 实 现 低 副 瓣 宽 带 波束 形 成 的 条 件 。 最
所 要 求 的 第 个 阵 元 的 权 系 数 可 由 下 式 得 出 ：
（ ）一 惫 ｄｏ
．
信 号处理 技术 ， 以灵 活 方 便 地 实 现 优 良的 波束 性 可
能 。 但 将 ＤＢ Ｆ技 术 应 用 到 电 子 战 系 统 的 例 子 还 较 少 ， 要原 因是 电子 战系统 为 宽带 系统 ， 宽带 处理 主 而
关 键词 ： 数字波束形成 ； 宽带恒定束 宽 ； 间重采 样 ； 阵 空 子
中 图 分 类 号 ： Ｎ ５．１ Ｔ ９７５
文献 标识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ： Ｎ ２１１（０００—０７ ５ Ｃ ３—４３２１）５ ５— ０ ０
Ｗ ｉ ｅ ｎｄ Ｄｉ ｉａ ｎｓ ａ ｔ Ｂｅ ｍ ｒ ｉ ｇ Ｔｅ ｈ ｑｕ ｄ ｂａ ｇ ｔ ｌＣｏ ｔ ｎ ａ Ｆｏ ｍ ｎ ｃ ｎｉ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｂ ａ ｒ ｙ ｓｄ ｏ ｕ －ｒ ａ
基于遗传算法的声矢量阵虚拟阵元波束形成
1.3焊条应具有出厂合格证或材质报告。
1.4所有操作人员必须严格按技术、质量、安全交底内容执行，要求焊接人员必须持证上岗。
1.5为保证制作精度，钢构件下料时要预放收缩量，预放量视工件大小而定，一般工件在40-60mm，重要的又大又长的工件要预放80-100mm。
12 .加强现场保卫，注意防火防盗。
13 .吊装作业范围内设安全警戒线，非操作人员禁止入内。
14 .所有的安全活动记录及文件要齐全。
八．现场文明施工措施：
1.内业要求各资料及台帐（施工方案、安全教育，安全交底，安全检查、电工日巡视记录、班前讲话记录、台帐）等齐全整齐、记录实事求是，特殊作业持证上岗，安全职责分工明确。
2．2开工前必须对基础纵横轴线及水平标高、钢构件外形尺寸、焊接质量进行复验合格后施工。
2．3施工前必须进行技术交底。
2．4施工时特工种上岗人员必须有劳动局颁发的上岗证书。
2．5测量仪器必须经过计量检定为合格的仪器方可使用。
2．6施工中坚持三检（自检，互检，专业检）制度，严格工序质量检验。
七、安全施工措施
7．搞好安全用电，所有用电设备的拆除及现场照明均由专业电工担任，使用的电动工具，必须安装漏电保护器。
8．重点把好高空作业关，工作期间严禁喝酒及打闹，手持工具应系好安全挂绳，避免直线垂直交叉作业。
9．切实搞好防火，各项操作均应按规定正确使用。
10．屋面安装时，要布置好安全网，并设置拉栏。
11．定期进行安全检查，预防和控制事故的不安全因素。
钢结构制作：
1、本工程钢结构主框架钢架采用［140*80*4和160*80*4］薄壁方管，主体钢架采用抱箍悬挂方式连接，主要钢架方管之间采用焊接方式连接制作。.
一种改进的波束空间自适应波束形成算法
一种改进的波束空间自适应波束形成算法
张孟达;朱子平;岳玫君
【期刊名称】《空军预警学院学报》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】在数字阵列雷达中，自适应波束形成(ADBF)算法常被用来抑制副瓣干扰。
针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题，采用子阵空间或波束空间的方
法进行降维处理。
通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成(A-ADBF)算法进行了改进，改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点，而且更加适合工程实现。
仿真结果表明，该算法能有效地在干扰方向形成零点。
【总页数】4页(P331-334)
【作者】张孟达;朱子平;岳玫君
【作者单位】中国电子科技集团公司第38研究所，合肥230088;中国电子科技集团公司第38研究所，合肥230088;电子工程学院，合肥230037
【正文语种】中文
【中图分类】TN957
【相关文献】
1.-种改进的波束空间自适应波束形成算法 [J], 张孟达;朱子平;岳玫君;
2.一种改进的极化域-空域联合的自适应波束形成算法 [J], 郭玉华;常青美;余道杰;
岳彩青
3.一种改进的基于特征空间自适应波束形成算法 [J], 赵永波;刘茂仓;张守宏
4.一种快速的特征空间自适应波束形成算法 [J], 周袆;唐南;于美华
5.一种简化特征空间稳健自适应波束形成算法 [J], 闫冰冰;代月花;陈军宁;郭金瑞;黄虎兵
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一种基于遗传算法的波束设计方法
一种基于遗传算法的波束设计方法
郁彦利;印明明;王英民;王海军
【期刊名称】《电声技术》
【年(卷),期】2007(31)4
【摘要】提出了基于遗传算法优化思想的波束设计方法,借助计算机对二十元阵进行波束优化设计.结果表明,使用该方法设计的波束与常规方法相比,获得了更低的旁瓣级,充分说明了方法的可行性和有效性,为多元任意阵的波束设计提供了有益参考.【总页数】4页(P59-62)
【作者】郁彦利;印明明;王英民;王海军
【作者单位】西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,航海学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种基于精英策略非支配排序遗传算法-Ⅱ的多层吸波涂层结构设计方法 [J], 蔡云骧;周志勇;徐小倩;毕道鹍
2.一种基于遗传算法的唯相位宽零陷波束赋形方法 [J], 王学斌;李会勇;何子述
3.一种基于改进遗传算法的唯相波束形成方法 [J], 刘豪;赵璐璐;梁广;余金培
4.一种基于遗传算法的正交波形设计方法 [J], 扈月松;史小斌;马兰
5.一种基于改进遗传算法的宽带吸波材料优化设计方法 [J], 邢正维;梁迪飞;刘川;刘倩;李健骁
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基于子阵的数字多波束形成技术研究
其 中 ： 天线阵 波束扫 描范 围 ，ｄ ０为 ０ 为子 阵波束 最 大 值指 向 ， 为第 １ 合成 波束 最大 值指 向 ， ％ 个 ｄ为 阵元 间距 ， 为各 子 阵 相 位 中心 之 间 的距 离 ， Ｄ 即 Ｄ＝Ｍ 为 信 号 波 长 。 当 阵 元 数 目较 多 时 Ｘ ｄ， （ ） 可 以化简 为 ： １式
ｃ ａｉ ｅａ ｔ ｎ ａ ，Ｓ ｉｈ ｏ ｍ ｃ ｔ ｎ ｏ ｅａ ａ ｆ ｌ ｔ ｎ ａ ａ ． ｈ ｉ ｔ ｒ ｎ ｔ ｅ ａｇｉ Ｏ ｔ ａ ｇｔ ｕｈａ ｅｔｎｉ ｔ ｒ ｅ ｒ ｉ ｗ ｒ ｒ Ｔ ｅ ｇａ ｅ ｇｈ ｎ ｎ ｓ ｎ ｓ ｔ ｉ ｎｈ ｅ ｏ ｅ ｏ ｃ ｆ ｅ ｃ ｄｉ ｌ
ｏ ｕ －ｒａ ｎＳ ｂａｒｙ
ＧｕＪ ｉ ｅ
（ ａｏａ Ｉｆ ｍ ｔｎＣ ｎｒ ａｏ ｔｒ，ｈ ｎＤ １０ ６ Ｃ ｉ ） Ｎ ｔｎｌｎｏ ａ ｏ ｏｔ ｌ ｂｒ ｏｙ Ｃ ｅｇ ｕ６０ ３ ， ｈｎ ｉ ｒ ｉ ｏＬ ａ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｉｉ ｌ ｌ — ｅ 而 ｔｃ ｎｑ ｅ ｈ ｓ ｔｅ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｘｅ ｄ ｎ ｐ ｃ ｏ ｅ ａ ｅ ｗ ｔ ｏ ｔｄ — ｓｒ ｃ ：Ｄ ｇｔ ｔ ｂ ａ ｅ ｈ ｉｕ ａ ｄ ａ ｔｇ ｆｅ ｔｎ ｉｇ ｓ ａ ｅ ｃ ｖ ｒ ｇ ｉ ｕ ｅ ａ ｍｕ ｉ ｈ ｈ
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总第 ｌ６期 ｌ
顾杰 ： 于子阵 的 数字 多波 束形成技 术研 究 基
平面阵子阵级自适应波束形成方法研究
平面阵子阵级自适应波束形成方法研究潘点飞;程乃平;郝建华【摘要】An effective subarray partition method based on genetic algorithm(GA)is proposed to divide a large array antenna into contiguous subarrays of unequal sizes.In the genetic algorithm,the main-to-side-lobe ratio(MSR)of pattern is taken as the fitness function.A subarray configuration with few obvious grat-ing lobes is obtained by adding constraint condition in the genetic evolvement.A two-stage subarray partition method based on genetic algorithm(GA)is proposed to divide a planar array antenna into contiguous subar-rays with ununiform ing the two-stage subarray configuration,its pattern has high main-to-sidelobe ratio(MSR)in both the azimuth and elevation orientations.For the purpose of avoiding the influence of unequal noise power out of each subarray,an effectively adaptive beamforming algorithm based on singular value decomposition and eigenspace reconstruction is obtained.The simulation results are given to demon-strate the effectiveness and accuracy of this method.%利用遗传算法（GA）将大型阵列划分为非均匀邻接子阵，以主旁瓣比作为适应度函数，并对遗传操作增加约束条件，得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。
一种基于混合优化算法的阵列波束形成方法
第 ３ 卷第 ７期 １
２１ ０ ０年 ７月
哈
尔
Ｖｏ ． ． １３１ Ｎｏ ７
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｒ ｉ ｇｎ ｅ ｉ ｇ Ｕｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｒ ａ ｆＨａ ｂ ｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｉｅ ｓｔ
Ｊ １２ １ ｕ． ０ ０
ｄｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １０ —０ ３２ １ ．７０ ３ ｏ：０ ３６ ／． ｓ．０６７４ ．００ ０ ．０ ｓ
ｒｔ ｍ ｓｆｒ ｌｔ ｄ ｈ ｓｃ ｍｂｉ ｄ ａ ａ ｔ ｅ ａ ｒｙ ｐ ｎ ｉ ｌ ｓｗｉｈ ａ ｇ ｎｅｉ ｅ ｈ ｑ ｎ ｉｅ ｗｏ－ ｅ ｐｉ ｉａ・ ｉ ｈ ａ ｏ ｍｕ ａｅ ａ ｏ ｎｅ ｄ ｐ ｉ ｒａ ｒ ｃｐ ｅ ｔ ｅ ｔｃｔ ｃ ｎｉｕｅａ ｄ ａｍ ｘ ｄ ｔ ・ｔ ｐ ｏ ｔ ｚ ・ ｖ ｉ ｓ ｍ
基于子阵的部分数字波束形成技术研究的开题报告
基于子阵的部分数字波束形成技术研究的开题报告一、研究背景数字波束形成技术是一种利用多个天线进行信号处理和合成的技术，可以提高无线通信系统中的信号质量和传输效率。
随着通信技术的不断发展，数字波束形成技术也逐渐得到了广泛应用。
在数字波束形成技术中，部分数字波束形成技术是一种常用的技术，其主要优点是减少波束形成的计算复杂度。
目前，子阵的部分数字波束形成技术已经成为了一种重要的实现方式。
二、研究内容本研究主要研究基于子阵的部分数字波束形成技术，具体包括以下内容：1. 子阵的概念及其在数字波束形成中的应用。
2. 部分数字波束形成技术的原理和实现方式。
3. 基于子阵的部分数字波束形成技术的原理和算法。
4. 基于MATLAB的仿真实验，验证基于子阵的部分数字波束形成技术的有效性和准确性。
5. 研究该技术在不同环境下的应用和性能表现。
三、研究意义本研究的意义主要包括以下方面：1. 对于数字波束形成技术的研究具有一定的理论意义和实践意义，能够提高数字波束形成技术的应用水平。
2. 基于子阵的部分数字波束形成技术是一种可行的并且高效的实现方式，本研究能够推动这种技术的进一步应用与发展。
3. 研究该技术在不同环境下的性能表现，可为数字波束形成技术的优化提供参考。
四、研究方法1. 文献综述法。
对数字波束形成技术和基于子阵的部分数字波束形成技术进行文献综述和分析，为后续研究提供基础和参考。
2. 数学分析法。
根据数字波束形成技术和基于子阵的部分数字波束形成技术的原理，对其进行数学建模和分析，提出相关算法。
3. 仿真实验法。
利用MATLAB进行仿真实验，验证算法的有效性和准确性。
五、预期成果1. 本研究将推动数字波束形成技术的应用和发展，为相关领域的研究提供参考和借鉴。
2. 本研究将提出基于子阵的部分数字波束形成技术的原理和算法，并进行仿真实验验证，证明其有效性和准确性。
3. 本研究将为数字波束形成技术在不同环境下的性能表现提供参考和分析，为优化该技术提供启示。
基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法
基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法
张海生;于勇;师亚辉
【期刊名称】《遥测遥控》
【年(卷),期】2016(037)004
【摘要】相控阵雷达系统中多采用子阵级数字波束形成技术来解决阵元级数字波束形成所面临的硬件系统复杂、实时性低及应用成本高等问题,但子阵级波束形成技术往往会破坏静态方向图的性能.为保证方向图性能,采用改进遗传算法对子阵级数字波束形成算法进行优化,即在给定子阵划分的条件下,提出一种基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法.采用此方法分别针对子阵级加窗与阵元级加窗处理进行仿真,结果表明两种加窗处理均可产生满足指标要求的波束方向图.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】张海生;于勇;师亚辉
【作者单位】北京遥测技术研究所北京 100076;北京遥测技术研究所北京100076;北京遥测技术研究所北京 100076
【正文语种】中文
【中图分类】TN974
【相关文献】
1.平面阵子阵级自适应波束形成方法研究 [J], 潘点飞;程乃平;郝建华
2.一种低旁瓣子阵级自适应波束形成方法 [J], 葛佩;李明;刘翔
3.一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法 [J], 赵红;刘桥
4.对称指数分布的子阵级多波束形成方法 [J], 曾操;何学辉;廖桂生;陶海红
5.基于SOCP理论的子阵级干扰多波束形成方法 [J], 何梅昕;张晓东
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
浅析基于遗传算法的智能天线波束形成概要
浅析基于遗传算法的智能天线波束形成Abstract: In order to reduce the side-lobe level and deep thenull of smart antenna patterns, an improved real-coded genetic algorithm is proposed. The algorithm improves the crossover operatorof standard genetic algorithm based on human reproduction phenomenon (HRGA). So, the slow convergence and local optimum of standardgenetic algorithm are resolved and the convergence speed is enhanced. Taking an example of uniform linear array in simulation experiment, amplitude of the element excited current is optimized through improved GA, the pattern is better.Keywords: smart antenna; beam-forming; pattern; genetic algorithm; human reproduction phenomenon0 引言智能天线波束形成是通过优化阵元的电流幅度或相位或阵元间距,使天线主波束对准期望信号,旁瓣和零陷对准干扰信号,从而接收有用信号,抑制干扰信号。
由于天线优化问题中的目标函数或约束条件呈多参数、非线性、不可微甚至不连续,因而基于梯度寻优技术的传统数值优化方法无法有效求得工程上满意的结果。
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按 垂直 方 向 （ Ｙ轴方 向 ）
△ ＝ ｄ ｓ ｉ ｎ ０＝ｋ ｄ ｖ （ ２）
其 中，ｋ ＝ ２ ｎ ／ ，Ｕ ＝ ｃ ｏ ｓ Ｏ ・ ｓ ｉ ｎ ｑ ￣ ，１ ， ＝ ｓ ｉ ｎ ０，ｄ ｘ 和 巩分别为 ｘ 轴和 Ｙ 轴方向的阵元间距 ， 为来波信
Ｊ Ｖ 口 口 ０ ０ ｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ０ｏ ｏ ０ ｏ ｏｏ ｏ ｏ 口 口 ｏ ｏ ｏ ｏ ★ 口口 口口 口口 口口 ★★ ☆★ ★★ 口 口 口 口 口 口 口 口 ★ ☆ ★ ★ ★ ★ 口 口 口 凸 ★ 青 ★ 口 口 口 口 ★ 青 ★ 口口 口口 ｏｏ ｏｏ ｏｏ ｏ ｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏ ０ ０ ｏ ｏ ０ ★ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｉ ｆ ｅ ｄ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ； Ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ； Ｐａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ
△ （ ） ： （ ， ｚ 一
） △ 绵＋ （ ｍ－
） △ 九
（ ４ ）
其 中 ， △ ＝ 竽 ｙ ｓ ｉ ｎ ０ ０ ＝ ｋ ｄ ｙ Ｖ ０ ， △ 丸 ： 竽 ｄ ｃ 。 ｓ ０ ｏ ． ｓ ｉ ｎ ＝ ｋ ｄ 。 设
Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｈａ ｉ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ， Ｙ ｕ Ｙ ｏ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｉ Ｙ ａ ｈ ｕ ｉ
（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
图 ２ 平 面相 控 阵 天线 坐标 关 系
Ｆｉ ｇ． ２ Ｔｈｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐ ｌ ａ ｎ ａ ｒ ｐ ｈａ ｓ ｅ ｄ ａ ｒ ｒ ａ ｙ
ａｎｔ ｅ ｎｎａ
设０ 、 分别 表示 来 波方 向的俯 仰 角和方 位 角 ， 则相 邻 阵元 之 间 的空 间相 位差 为 按水 平 方 向 （ Ｘ轴 方 向 ）
号 的波长 。
则位于平面阵第 ｎ 行 ｍ列阵元与参考点的空间相位差为
Ａ ｑ ｋ （ ｎ ， ｍ） ：（ 一 ） △ ＋（ ｍ－ ） ＡＣ ｘ （ ３ ）
为 了在 （ ０ ｏ ， ｏ ） 方 向获得 最 大增 益 ，面 阵第 ｎ 行 ｍ列 的阵元 相对 于参 考 点 的相 移量 为
第 ３ ７卷第 ４期 ２ ０ １ ６年 ７月
遥
测 遥
控
Ｖ０ １ ． ３７ ． Ｎ ｏ． ４
Ｊ ｏ ｕｒ ｎａ ｌ ｏ ｆ Ｔｅ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｒ ｙ ， Ｔｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｃｏ ｍｍａ ｎｄ
Ｊ ｕｌ ｙ ２ ０１ ６
基于改进 遗传 算法 的子 阵级 数字波 束形成 方法木
引 言 数字波束形成 Ｄ Ｂ Ｆ（ Ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｂ ｅ ａ ｍ Ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｇ） 技术是在数字域实现波束形成的技术 ， 它保 留了天线
阵列单元信号的全部信息 ，并可采用先进 的数字信号处理技术对阵列信号进行处理 ，以获得优 良的波
束形 成性 能 。 大 型相 控 阵天线 具： 有成 百上 千 个 阵元 ， 阵元级 自适应 数 字波 束形 成 将 面临硬 件 系统 复 杂 、
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｏ ｏｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏｏ ０ ０ｏ ｏｏ ｏ
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
★ ★ ★ ｏ ｏ ｏ ｏ
★ ★ ★ ★ ★ 口 口
★★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★ ★★ ★ ★★ ★ 口 口 口 口 口 口
★ ★ ★ ★ ★ 口 口
★ ★ ★ ★ ☆ 口 口
・
２・
张海生等，基于改进遗传算法的子阵级数字波束形成方法
第３ ７ 卷第 ４ 期
１ 平面相控 阵天线模 型
图１ 所示的平面阵采用矩形网格结构 ， 方位向和俯仰 向最大阵元数分别为 和 Ⅳ，阵元 间距分别 为 和 ， Ｑ个阵元划分为 三个子阵 ， 且子阵在 ４ 个象限呈对称分布 ， 各子阵阵元数为 Ｑ ｌ （ １ ＝ ｌ ， ２ ， …上 ） ， 以面阵中心为参考点 ，平面相控阵的★★ ★ ★ ★ ★ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏ ★★ ★★ ★ ★ ★ ☆ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ Ｙ
ｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏ 音★ ★★ ★ ★ ★ ● ｏ ｏ ｏｏ ｏ ｏ 一 ． ｏ ｏ ｏ ｏｏ ｏ ★ ★ ★★ ｔ 青 ★ 齿 ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ’
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａ ｆ ｕ ｌ ｌ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍ－ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｄ — ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｄ ｉ ｓ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ， ｐ ｏ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｌ ｔ ｉ ｍｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｉ ｇ ｈ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｓ ｔ ． Ｔｈ ｕ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍ— ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ． Ｂｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｂ ｅ ａ ｍ— ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｍａ ｙ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ．Ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖｅ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｔ ｈｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍ— ｆ ｏ ｍ ｉ ｒ ｎ ｇ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｍ． Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｓ ｕ ｂ ａ ｒａ ｙ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍ— ｆ ｏ ｍ ｉ ｒ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｇ ｅ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ． Ｔｈ ｅ ｗｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｓ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ａ ｔ
ｓ ｕ ｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ ｂ ｅ ａ ｍ— ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｂ ｏ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｔ ｗｏ
★ ★ ★ ０ ｏ ｏ ０
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ ０ ｏ ｏ ｏ ｏ ０
ｏｏ ｏｏ ｏｏ ｏｏ ｏｏ
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
ｏ ｏ ｏ ｏ ｏ
口 口 口 ０ 口 口 口口 口 口
口 口 口 口 口 口 口口 口 口
图１ 子 阵 划分 示意 图
Ｆｉ ｇ ．１ Ｔｈ ｅ ｓ ｃ ｈｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｓ ｕｂ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ
等问题 ，不利于改善波束形成性能。本文对 Ｓ Ｇ Ａ 进行改进 ，并将改进遗传算法与子阵级波束形成算
法［ ］ 结合 ，得到一种基于改进遗传算法 的子 阵级波束形成算法 ，改善 了波束形成性能。
基金项 目：国防科技 预研究 项 目（ Ｊ Ｃ ＫＹ２ ０ １ ３ ２ ０ ３ Ｃ ０ ０ ３ ） 收稿 日期 ：２ ０ １ ６ — ０ ２ ． ２ ９ 收修改稿 日期 ：２ ， ０ １ ６ ． ０ ５ — １ ７
张海生，于 勇，师亚辉
（ 北 京遥 测 技术 研究 所 北京 １ ０ ０ ０ ７ ６）
摘 要：相控 阵雷达系统 中多采用子 阵级数字 波束 形成技术来解 决阵元级数 字波束形成 所面临的硬件 系统复杂 、
实时性低 及应 用成本 高等问题 ，但 子阵级波束形 成技术往往会破 坏静态方 向图的性 能。为保证 方向 图性 能，采用 改进 遗传算 法对 子阵级数字 波束形成 算法进行优化 ，即在给 定子阵 划分 的条件下 ，提 出一种基 于改进遗传 算法的子 阵级数 字 波束形成 方法。采 用此 方法分别针对子 阵级加窗与 阵元 级加窗处理 进行仿真 ，结果表 明两种 加窗 处理 均可产生 满足 指标要求 的波束方向 图。 关键词 ：改进遗传算法 ；子 阵级数字 波束形 成；波束方 向图
实时ｌ 生 ！ 低及应用成本高等问题 ，难 以实现 。因此 ，考虑采用子阵级数字波束形成技术 ，但是子阵级处 理会导致方向图出现栅瓣和栅零点 ，降低波束形成性能。而要保证子阵级波束形成的性能 ，就要对算