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基于改进遗传算法稀化立体天线阵的优化设计

2021-09-13郝传辉

关键词:惩罚方向优化

秦 蒙,郝传辉

(1.重庆电力高等专科学校 信息工程学院, 重庆 400053;2.山东科技大学 电子信息工程学院, 山东 青岛 266590)

现代电子系统中,平面天线阵可应用在远程相控阵雷达和抗干扰卫星接收器中,其天线波束易于在方位角和俯仰角平面方向上进行电扫描。同时,因其增益高、旁瓣低、易扫描等特性受到雷达天线研究者的青睐[1-3]。同时,其数学易处理和装配结构简单等特点进一步促进了均匀阵列的研究,但满阵且间距不大于半倍波长的阵列孔径超大使得天线系统造价昂贵。因此,非均匀间隔的稀化阵列在保证平面阵特性下如何优化阵列、降低成本成为目前研究的热点[4-6]。

近几年,优化天线阵稀化平面阵分布,提高阵列方向性和降低阵列干扰,通过多重综合运算稀疏阵列单元数,达到最优目的的研究层出不穷,如密度赋权法[7]、分区迭代傅里叶算法[8]、HFSS高频仿真[9]等。上述方法在设定定义域内优化阵列结构,达到期望值域。文献[7-8]设定权值和傅里叶迭代优化运算,改善阵列密度和降低PSLL(peak side lobe level,PSLL) 值,提高优化速率,但参数设定存在局限性,例如,高频仿真HFSS(high frequency structure simulator,HFSS) 需要工程师手工改变结构[8-9],误差较大,且复杂耗时。随着粒子群算法[11]、进化差分算法[12]、遗传算法[13]等智能优化算法的发展,相关研究开始在智能算法空间集合范围内优化搜索最优值。特别是 Keizer的迭代傅里叶算法(iterative Fourier technique,IFT)[14]的灵活应用,在均匀激励阵列方向图上取得较低的旁瓣峰值电平(PSLL),提高了主瓣阵列方向性和增益。

针……

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