基于凸優(yōu)化的波束形成及陣列稀疏化研究.pdf

1、基于陣列天線在無(wú)線電系統(tǒng)中各種應(yīng)用，使陣列綜合的研究十分重要。本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的各種需求，結(jié)合凸優(yōu)化的高效、快速以及局部最優(yōu)解也是全局最優(yōu)解的優(yōu)點(diǎn)，研究了各種陣列綜合問(wèn)題及基于凸優(yōu)化思想的解決方案。
　　首先，本文基于凸優(yōu)化算法對(duì)理想點(diǎn)源以及考慮陣列天線輻射方向圖的陣列的綜合方法進(jìn)行了全面的概述，包含了陣列的無(wú)目標(biāo)優(yōu)化、最小副瓣優(yōu)化、最大方向性優(yōu)化、最大效率優(yōu)化以及最小陣元數(shù)目的優(yōu)化。并且，針對(duì)每個(gè)優(yōu)化目標(biāo)給出了相應(yīng)的仿真例

2、子，用以驗(yàn)證相應(yīng)的綜合方法的有效性。
　　其次，本文提出了矢量場(chǎng)的陣列綜合方法。根據(jù)給定的期望極化方向，定義了掃描波束的期望主極化和交叉極化方向，并進(jìn)一步給出了主極化方向性系數(shù)的定義，它可以更為準(zhǔn)確的表征天線集中輻射主極化分量的程度。在沒有副瓣約束和交叉極化約束的條件下，給出了任意陣列主極化方向性系數(shù)最優(yōu)解的解析表達(dá)式。并且，在含副瓣約束、零陷約束以及交叉極化約束的條件下，我們發(fā)展了一種基于凸優(yōu)化的高效數(shù)值綜合方法，實(shí)現(xiàn)多約束條件

3、下的主極化方向性系數(shù)的優(yōu)化。數(shù)值陣列綜合結(jié)果表明了本文所提出的最優(yōu)主極化方向性系數(shù)解析解的正確性，以及這種可以綜合考慮副瓣約束、零陷約束和交叉極化約束的數(shù)值方向性優(yōu)化方法的有效性。
　　然后，本文提出了一種可以實(shí)現(xiàn)最小間距可控的掃描稀疏陣列的綜合方法。此方法主要分為兩步，第一步是一個(gè)迭代的反復(fù)加權(quán)Il范數(shù)的優(yōu)化，用以實(shí)現(xiàn)沒有間距要求的波束掃描稀疏陣列;第二步是通過(guò)一系列的陣元合并和陣元的激勵(lì)及位置的不斷微擾用以滿足最小間距可控的條