基于GA-PSO混合算法的陣列天線優(yōu)化.pdf

1、最近十幾年來(lái)，通信領(lǐng)域飛速發(fā)展，智能天線技術(shù)也越來(lái)越被人們重視，而陣列天線又是智能天線技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。陣列天線是由某一種天線在空間中按一定順序組陣形成，能夠?qū)崿F(xiàn)許多單天線無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。陣列天線能夠通過(guò)調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)指定的天線方向圖，也稱為陣列天線綜合。典型的陣列天線綜合法通過(guò)改善天線陣的單元總數(shù)、單元間距以及各單元的電流幅度和相位來(lái)獲得指定的輻射增益圖，但是該方法在復(fù)雜、自由度低的陣列天線優(yōu)化問(wèn)題上具有一定的局限性，而智能優(yōu)化

2、算法則不存在這個(gè)問(wèn)題，它以其穩(wěn)定性、隨機(jī)性及全區(qū)域?qū)?yōu)能力，被廣泛應(yīng)用于陣列天線優(yōu)化領(lǐng)域。因此本文基于智能優(yōu)化算法和有限元法對(duì)陣列天線綜合問(wèn)題進(jìn)行研究，主要研究成果如下：
　　1．混合優(yōu)化算法的研究。由于傳統(tǒng)的陣列天線綜合法具有一定的局限，并且隨著陣元個(gè)數(shù)的增加，傳統(tǒng)陣列天線綜合法的難度就隨之增高，因此利用便捷、快速的智能優(yōu)化算法進(jìn)行陣列天線研究已經(jīng)越來(lái)越被人們所重視。本文通過(guò)對(duì)于GA算法，PSO算法等優(yōu)化算法的學(xué)習(xí)，利用自然界中

3、生物雜交的思想，將GA算法以及PSO算法相融合，充分利用這兩種算法各自的優(yōu)點(diǎn)，研發(fā)出一種適合于陣列天線優(yōu)化問(wèn)題的新型混合算法，該方法結(jié)合了兩種尋優(yōu)方法各自的優(yōu)點(diǎn)，不僅令粒子的多樣性得到提升，而且全局和局部搜索得到了平衡。與此同時(shí)，本文也研究與探討了參數(shù)選擇對(duì)混合算法的性能影響，以及不同算法間的比較。
　　2．基于傳統(tǒng)的方向圖乘積原理，對(duì)對(duì)稱振子陣和微帶天線陣進(jìn)行波束賦形的研究。本文通過(guò)陣列天線基本原理與優(yōu)化算法的結(jié)合，對(duì)基本半波振

4、子天線陣和微帶天線陣進(jìn)行研究，比較幾種優(yōu)化算法的優(yōu)劣并實(shí)現(xiàn)余割平方波束賦形以及矩形波形賦形，其中矩形波束賦形實(shí)現(xiàn)在某一段輻射角度內(nèi)，陣列天線增益變化較小，并且天線副瓣均低于-15dB，余割平方波束賦形則實(shí)現(xiàn)30°的余割平方賦形。最后比較兩種陣列天線的區(qū)別，通過(guò)結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)微帶天線陣實(shí)用性更強(qiáng)，效果更好。
　　3．設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果精準(zhǔn)的天線陣輻射方向圖優(yōu)化方法。傳統(tǒng)的天線陣輻射方向圖乘積法是不研究天線間互耦的，因此本文對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，