陣列天線綜合及子陣列劃分的研究.pdf

1、陣列天線綜合是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性問(wèn)題，目前采用的算法是多種多樣的。泰勒綜合法、貝利斯綜合法和契比雪夫綜合法等傳統(tǒng)解析方法可以解決一些波束形狀和陣元排列形式簡(jiǎn)單的陣列天線問(wèn)題，對(duì)一些復(fù)雜問(wèn)題卻無(wú)能為力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們將智能優(yōu)化算法和快速迭代算法應(yīng)用到陣列天線綜合當(dāng)中。智能優(yōu)化方法能夠解決一些限制條件非常嚴(yán)格的陣列，具有很強(qiáng)的全局搜索性和穩(wěn)健性，但智能優(yōu)化算法收斂速度慢，運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)，不能解決大型陣列天線的綜合問(wèn)題?？焖俚惴?/p>

2、能夠解決大型陣列天線的綜合問(wèn)題，但要求對(duì)初始值的選擇非常嚴(yán)格，而且容易陷入局部最優(yōu)值。本文分別對(duì)非均勻陣列天線、雙頻共享孔徑陣列天線、基于子陣的陣列天線和單脈沖陣列天線的子陣列劃分等熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行研究。
　　非均勻陣列天線對(duì)相鄰陣列單元間距有著非常嚴(yán)格的要求，一般采用智能優(yōu)化算法對(duì)陣列單元位置進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)現(xiàn)有的非均勻陣列天線綜合方法算法設(shè)計(jì)復(fù)雜以及優(yōu)化效果差的缺點(diǎn)，本文采用入侵雜草算法對(duì)非均勻陣列天線進(jìn)行綜合，主要對(duì)對(duì)稱(chēng)直線陣列天

3、線、對(duì)稱(chēng)矩形平面陣列天線和同心圓環(huán)平面陣列天線的陣元位置進(jìn)行優(yōu)化，推導(dǎo)得到了滿(mǎn)足間距約束要求的陣元位置公式，以方向圖最高旁瓣電平為適應(yīng)度函數(shù)，優(yōu)化后的陣元位置滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)置的間距約束條件，方向圖的最高旁瓣電平也有了一定程度的降低。本文提出的方法不但能夠降低非均勻陣列天線算法復(fù)雜程度，而且能夠很好地限制陣列天線的孔徑尺寸和最大陣元數(shù)目。
　　雙頻共享孔徑陣列天線綜合是一個(gè)更為復(fù)雜的非線性?xún)?yōu)化問(wèn)題，屬于不同子陣列的陣列單元有著更為嚴(yán)格的

4、間距約束要求。本文對(duì)直線和平面共享孔徑陣列天線進(jìn)行綜合，推導(dǎo)得到了同時(shí)滿(mǎn)足多個(gè)約束條件的陣元位置公式，以?xún)蓚€(gè)子陣列方向圖的最高旁瓣電平為適應(yīng)度函數(shù)，利用入侵雜草算法對(duì)兩個(gè)子陣列的陣列單元位置進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后兩個(gè)子陣列的陣列單元位置滿(mǎn)足所有的最小陣元間距約束條件。本文提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)大頻率間隔情況下雙頻共享孔徑陣列天線的設(shè)計(jì)。
　　非線性最小二乘法是一種快速迭代算法，能夠解決一些方向圖形式復(fù)雜和陣元數(shù)目較多的陣列天線綜合問(wèn)題。本文

5、首先利用非線性最小二乘法對(duì)直線多子孔徑陣列天線進(jìn)行綜合，將陣列天線劃分為多個(gè)子陣列，每個(gè)子陣列可以產(chǎn)生不同的方向圖。然后利用相同的方法對(duì)星載陣列天線中常用到的同心圓環(huán)和六邊形陣列天線進(jìn)行綜合，將陣列天線劃分為若干子陣列，每個(gè)子陣列具有相同的激勵(lì)幅度權(quán)值，在盡量逼近期望方向圖的同時(shí)，降低了算法的復(fù)雜程度以及陣列天線的制造成本。
　　基于單脈沖陣列天線的和差方向圖綜合是陣列天線綜合的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。本文對(duì)直線和平面單脈沖陣列天線和差