天線陣列陣元位置優(yōu)化方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代雷達系統(tǒng)中,天線陣列作為信號的接收與發(fā)射端,在整個系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色。但考慮到系統(tǒng)成本、信號處理復(fù)雜度等因素的影響,在很多場合需要對天線陣列各個陣元位置進行優(yōu)化,在減少陣元數(shù)目的同時獲得較低的峰值旁瓣電平及較理想的旁瓣電平分布。然而天線陣列陣元位置優(yōu)化屬于一個多變量的非線性優(yōu)化問題,處理起來非常困難,尤其對于大型的相控陣而言,目前可以利用的處理方法還十分有限。本文通過對天線陣列陣元位置優(yōu)化問題的研究,得到了一些有意義的研究

2、結(jié)果并提出了一些快速而有效的優(yōu)化算法。
　　研究了直線陣、圓口徑陣、阿基米德螺線陣,對方向圖的表達式進行合理的變形,以此來提高計算機仿真速度;對同心圓環(huán)陣的貝塞爾函數(shù)表達形式進行了詳細的推導(dǎo),給出了一定誤差內(nèi)方向圖的有限項貝塞爾函數(shù)關(guān)系式;對圓口徑平面陣的Taylor加權(quán)函數(shù)進行了推導(dǎo)。
　　利用FIR濾波器單位沖擊的頻域表達式推導(dǎo)了系統(tǒng)具有線性相位應(yīng)滿足的條件,并將其與直線陣的方向圖表達式聯(lián)系起來,通過類比給出了均勻加權(quán)直

3、線陣陣元位置排布需要滿足的條件,并給出了均勻加權(quán)直線陣等效為加權(quán)直線陣應(yīng)滿足的關(guān)系式;對于圓口徑平面陣,提出了加權(quán)面密度的概念,并利用優(yōu)化陣的加權(quán)面密度與參考陣進行等效,得到了較低的峰值旁瓣電平和較好的旁瓣分布,這種方法對按照柵格排列的圓口徑平面陣和同心圓環(huán)陣都適用。因其具有快速而有效的優(yōu)化作用,非常適合對大型陣列的陣元位置排布進行優(yōu)化。
　　對中小規(guī)模的陣列,提出了基于區(qū)域的組合優(yōu)化方法,并對阿基米德螺線陣、同心圓環(huán)陣進行了優(yōu)化