基于優(yōu)化算法的機(jī)載三維陣列天線旁瓣抑制.pdf

1、當(dāng)前，機(jī)載三維陣列天線在機(jī)載雷達(dá)、機(jī)載數(shù)據(jù)鏈、電子對(duì)抗中的地位越來越重要，其陣列結(jié)構(gòu)與飛行器外形保持一致，能夠在不改變載機(jī)氣動(dòng)性能和隱身性能的前提下，通過優(yōu)化陣列的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)方向圖綜合，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)載/艦載雷達(dá)、通信等領(lǐng)域。本文采用了拉格朗日乘數(shù)法、粒子群算法和凸優(yōu)化算法等各種優(yōu)化算法，圍繞陣列天線輻射方向圖綜合的數(shù)學(xué)模型與性能分析、三維陣列方向圖的旁瓣抑制、分布式線陣方向圖的柵瓣抑制和機(jī)載分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制等問題開

2、展研究。主要研究內(nèi)容與成果如下：
　　(1)建立了遠(yuǎn)場條件下陣列天線輻射方向圖綜合的數(shù)學(xué)模型，給出了陣列坐標(biāo)系和陣元坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，在不考慮互耦的前提下，推導(dǎo)了方向圖綜合的表達(dá)式，并給出其矩陣形式?；跇O化方向性系數(shù)最大，分析了影響方向圖性能的因素，仿真結(jié)果表明，陣元類型、子陣間距和陣元分布模型會(huì)對(duì)方向性系數(shù)、旁瓣電平、交叉極化等方向圖性能參數(shù)產(chǎn)生影響。
　　(2)研究了三維陣列方向圖的旁瓣抑制。針對(duì)方向圖主輻射綜合和低旁

3、瓣約束的多目標(biāo)優(yōu)化問題，采用多目標(biāo)粒子群算法解決該優(yōu)化問題，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性；同時(shí)給出了一種基于偏好信息的改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群算法，減少了粒子個(gè)數(shù)和迭代次數(shù)，提高了算法的收斂性；構(gòu)造了多目標(biāo)方向圖綜合的凸優(yōu)化模型，并應(yīng)用到三維陣列方向圖的旁瓣抑制中，能夠根據(jù)設(shè)定的門限得到相應(yīng)的最優(yōu)解。
　　(3)研究了分布式線陣方向圖的柵瓣抑制。以分布式線陣為模型，驗(yàn)證了多目標(biāo)粒子群算法在柵瓣抑制中的有效性；給出了一種基于粒子群-凸優(yōu)化

4、的混合優(yōu)化算法，將粒子群作為全局優(yōu)化算法，凸優(yōu)化作為局部優(yōu)化算法，對(duì)陣列的位置和激勵(lì)權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化，仿真結(jié)果表明，該算法具有更好的柵瓣抑制效果；針對(duì)陣元位置誤差等擾動(dòng)帶來的陣列流型失配問題，給出了一種穩(wěn)健的柵瓣抑制算法，引入陣列流型失配校正，重構(gòu)穩(wěn)健條件下的凸優(yōu)化模型，能夠得到穩(wěn)健的陣列優(yōu)化權(quán)值和陣列優(yōu)化布局。
　　(4)研究了機(jī)載分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制。以機(jī)載三維陣列為模型，進(jìn)行輻射性能分析，仿真結(jié)果表明，分布式三維陣列在