稀布线性阵列优化布阵研究
发布时间：2021-06-08 20:38
线性稀布阵列天线的合成在卫星通信等工程应用中具有重要作用,稀布阵列天线不仅可以减少成本,减小天线体积,还可以有效降低旁瓣电平和进行栅瓣抑制,提高天线的分辨率并同时使馈电网络简化。其已经应用在诸多领域,受到越来越多的关注。近年来,非均匀线性阵列天线的合成技术趋向多样化,一方面是传统的诸如契比雪夫和泰勒综合法等传统的数值解析方法,但其有明显的局限性,对于复杂的具有多约束条件的阵列天线合成问题无法解决。另一方面则是随着计算机技术日渐发展兴起的智能优化算法,诸如遗传算法,粒子群算法和其他进化算法等。智能算法不但能够解决不同限制约束条件下的阵元间距问题,而且还能够解决全局最优解搜索的问题。本文通过对经典的蝙蝠算法的改进实现阵列天线的合成,在不同的阵元间距和阵列孔径约束条件下,针对线性对称阵列天线的阵元位置进行优化,获得了更低的峰值旁瓣电平。在此基础之上,本文通过压缩感知理论框架下的凸优化方法使用尽可能少的阵元数实现线性阵列天线的合成,实现了阵列合成方向图与参考图的成功匹配。主要的具体研究工作如下:（1）提出了一种改进的蝙蝠算法（IBA）解决具有上下界和孔径约束的线性阵列合成问题,优化每个阵元位置...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阵列天线方向图乘积原理
第二章阵列天线基础7在上式中，(,)代表阵列因子，(,)代表单个阵元因子。由图2.1可以得到，整个阵列天线的方向图由单个的阵元和阵列因子的乘积所得。图2.2阵列天线结构示意图阵列天线是由众多传感器按照不同规则进行排布的装置。图2.2是N个各向同性均匀排布的阵列。()表示阵元排布的第一个阵元的辐射方向图函数，在这里，我们用代表其扫描角度，90°≤90°，和分别代表阵元的位置和阵元激励，表示阵列信号源的振幅，表示阵元之间的距离，代表其初始相位幅度，代表波长。根据图2.2的天线结构示意图，我们可以得到阵列的输出表达式为：12,,....,Tnxxtxtxt(2.2)整个阵列天线的权重系数表示为：12,,....,Tnwwww(2.3)由图2.2我们可知整个阵列的辐射方向图函数是每个阵元进行加权求和得到的，每个阵元对应其权值。所以整个阵列的输出为：
第二章阵列天线基础11为了避免不必要得栅瓣产生，所以：maxu2(2.21)maxsinsinmd(2.22)由于sin=/，所以对上式进行化简，可以得到栅瓣得到抑制的必要条件：1sinmd(2.23)图2.320阵元均匀阵列方向图从图2.3可以看出，20阵元的均匀直线阵的阵列辐射方向图主瓣、旁瓣、和栅瓣的位置，更清晰的理解阵列天线的基本参数。2.1.3稀布阵列天线天线系统中，均匀阵列天线是指阵列天线中每个阵元的位置间隔距离相同。由于均匀阵列天线无论在数据分析还是实际应用都较容易实现，所以在实际的生产生活中得到了广泛的应用。但是其缺点也显而易见，对于端射阵列来说，均匀阵列天
【参考文献】：
期刊论文
[1]增加副瓣抑制机制的阵列天线波束赋形遗传算法研究[J]. 郑占旗,阎跃鹏,张立军,王宇灏,张金玲,慕福奇. 电子与信息学报. 2017(03)
[2]遗传算法应用于超低副瓣线阵天线方向图综合[J]. 李东风,龚中麟. 电子学报. 2003(01)
[3]整体退火遗传算法在不等间距线天线阵的综合中的应用[J]. 韩明华,袁乃昌. 电子科学学刊. 1999(02)
[4]最佳稀布直线阵列的分区动态规划法[J]. 姚昆,杨万麟. 电子学报. 1994(12)
[5]非均匀间隔稀布阵列的旁瓣电平限制[J]. 张玉洪. 西安电子科技大学学报. 1992(04)
[6]加权直线天线阵的最佳稀布[J]. 张玉洪,保铮. 电子学报. 1990(05)
[7]最佳非均匀间隔稀布阵列的研究[J]. 张玉洪,保铮. 电子学报. 1989(04)
[8]任意分布阵列天线波束宽度的精确估计[J]. 张玉洪,保铮. 西安电子科技大学学报. 1988(02)
博士论文
[1]基于稀疏重建的大型阵列天线综合[D]. 闫飞.电子科技大学 2017
[2]阵列天线综合及子阵列划分的研究[D]. 郭华.西北工业大学 2015
[3]稀布天线阵列的优化布阵技术研究[D]. 陈客松.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]稀布平面圆形阵列天线优化研究[D]. 李亚飞.电子科技大学 2019
[2]天线阵列布局优化算法研究及应用[D]. 王兰.西安电子科技大学 2018
[3]综合孔径辐射计阵列排布优化并行算法研究[D]. 陈文硕.华中科技大学 2018
[4]阵列天线稀布优化算法研究[D]. 殷双斌.哈尔滨工业大学 2016
[5]阵列方向图综合方法研究[D]. 王哲.西安电子科技大学 2009
本文编号：3219161
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阵列天线方向图乘积原理
第二章阵列天线基础7在上式中，(,)代表阵列因子，(,)代表单个阵元因子。由图2.1可以得到，整个阵列天线的方向图由单个的阵元和阵列因子的乘积所得。图2.2阵列天线结构示意图阵列天线是由众多传感器按照不同规则进行排布的装置。图2.2是N个各向同性均匀排布的阵列。()表示阵元排布的第一个阵元的辐射方向图函数，在这里，我们用代表其扫描角度，90°≤90°，和分别代表阵元的位置和阵元激励，表示阵列信号源的振幅，表示阵元之间的距离，代表其初始相位幅度，代表波长。根据图2.2的天线结构示意图，我们可以得到阵列的输出表达式为：12,,....,Tnxxtxtxt(2.2)整个阵列天线的权重系数表示为：12,,....,Tnwwww(2.3)由图2.2我们可知整个阵列的辐射方向图函数是每个阵元进行加权求和得到的，每个阵元对应其权值。所以整个阵列的输出为：
第二章阵列天线基础11为了避免不必要得栅瓣产生，所以：maxu2(2.21)maxsinsinmd(2.22)由于sin=/，所以对上式进行化简，可以得到栅瓣得到抑制的必要条件：1sinmd(2.23)图2.320阵元均匀阵列方向图从图2.3可以看出，20阵元的均匀直线阵的阵列辐射方向图主瓣、旁瓣、和栅瓣的位置，更清晰的理解阵列天线的基本参数。2.1.3稀布阵列天线天线系统中，均匀阵列天线是指阵列天线中每个阵元的位置间隔距离相同。由于均匀阵列天线无论在数据分析还是实际应用都较容易实现，所以在实际的生产生活中得到了广泛的应用。但是其缺点也显而易见，对于端射阵列来说，均匀阵列天
【参考文献】：
期刊论文
[1]增加副瓣抑制机制的阵列天线波束赋形遗传算法研究[J]. 郑占旗,阎跃鹏,张立军,王宇灏,张金玲,慕福奇. 电子与信息学报. 2017(03)
[2]遗传算法应用于超低副瓣线阵天线方向图综合[J]. 李东风,龚中麟. 电子学报. 2003(01)
[3]整体退火遗传算法在不等间距线天线阵的综合中的应用[J]. 韩明华,袁乃昌. 电子科学学刊. 1999(02)
[4]最佳稀布直线阵列的分区动态规划法[J]. 姚昆,杨万麟. 电子学报. 1994(12)
[5]非均匀间隔稀布阵列的旁瓣电平限制[J]. 张玉洪. 西安电子科技大学学报. 1992(04)
[6]加权直线天线阵的最佳稀布[J]. 张玉洪,保铮. 电子学报. 1990(05)
[7]最佳非均匀间隔稀布阵列的研究[J]. 张玉洪,保铮. 电子学报. 1989(04)
[8]任意分布阵列天线波束宽度的精确估计[J]. 张玉洪,保铮. 西安电子科技大学学报. 1988(02)
博士论文
[1]基于稀疏重建的大型阵列天线综合[D]. 闫飞.电子科技大学 2017
[2]阵列天线综合及子阵列划分的研究[D]. 郭华.西北工业大学 2015
[3]稀布天线阵列的优化布阵技术研究[D]. 陈客松.电子科技大学 2006
硕士论文
[1]稀布平面圆形阵列天线优化研究[D]. 李亚飞.电子科技大学 2019
[2]天线阵列布局优化算法研究及应用[D]. 王兰.西安电子科技大学 2018
[3]综合孔径辐射计阵列排布优化并行算法研究[D]. 陈文硕.华中科技大学 2018
[4]阵列天线稀布优化算法研究[D]. 殷双斌.哈尔滨工业大学 2016
[5]阵列方向图综合方法研究[D]. 王哲.西安电子科技大学 2009
本文编号：3219161
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