超宽带稀布子阵列的综合研究

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1、摘要摘要现代电子侦察系统要求阵列具有超宽频带工作、宽空域扫描的能力，而超宽带阵列在进行宽空域扫描时会面临栅瓣的问题。为了抑制栅瓣，超宽带阵列需要被设计为阵元不等间隔分布的稀布阵；此外，为了实现超宽带数字阵列的低成本扩展，需要研究超宽带子阵技术。本文以超宽带阵列宽空域扫描时低副瓣、无栅瓣为目标，对超宽带稀布阵列以及超宽带稀布子阵列进行了较深入的研究。作者的主要研究成果可概括为：1.提出了改进的遗传算法。该算法对标准遗传算法的选择过程进行了改进，首先具有较优适应度的染色体和历史最优染色体被引入下一代种群，其余染色体再按照轮盘赌的方式选择。这种方式可有效加快

2、算法的收敛速度并提高解的质量，适用于超宽带阵列综合。2.提出了基于改进的遗传算法的超宽带稀布阵列的综合方法；以降低全工作频段方向图的峰值旁瓣电平为优化目标，分别完成了8元、16元、32元超宽带稀布阵列的综合；对比分析了三种阵列宽空域扫描时全频段方向图的峰值旁瓣电平变化。3.提出了基于改进的遗传算法的超宽带稀布子阵列的综合方法；设计了可合成12个固定指向波束的4元均匀子阵，分别完成了基于4元均匀子阵的32元和64元超宽带稀布子阵列的综合；对比分析了两种阵列全频段全空域扫描的的峰值旁瓣电平。4.进行了超宽带稀布子阵列的应用研究。对32元超宽带进行了误差分析

3、和HFSS电磁仿真；最后，实际制作了阵列原理样机，测量了阵列的远场辐射特性，测量结果验证了文中阵列综合过程的正确性和有效性。关键词：超宽带阵列,稀布阵列,子阵列,阵列综合,改进的遗传算法I万方数据万方数据ABSTRACTABSTRACTThemodernelectronicreconnaissancesystemsrequireantennaarrayshavetheabilityofworkinginultra-widebandandscanningforwideairspace.However,theultra-wideband(UWB)array

4、sarefacedwiththeproblemofgratinglobesonthatcondition,whicharesupposedtobedesignedasunequally-spaced.Besides,theUWBdigitalarraysareconfrontedwiththehighcostofUWBdigitalchannels.ThetechnologyofpatternsynthesisofUWBsparsesubarraysshouldberesearched.Derivedfromthepracticalsituation,

5、thethesismakesathoroughstudyonpatternsynthesisofUWBarraysandsubarrayarchitectureUWBarrayswiththemainpurposeoflowpeaksidelobelevel(PSLL)andavoidinggratinglobes.Theauthor’smajorcontributionscanbesummarizedasfollows.1.Animprovedgeneticalgorithm(IGA)isproposed.theselectionoperationo

6、fSGAisimproved.SeveralpresentoptimalsolutionsandhistoryoptimalsolutionareintroducedintotheselectionoperationofIGAtoacceleratetheconvergencespeedandimprovethequalityofthesolution.2.AnovelapproachforpatternsynthesisofUWBsparsearraysbasedontheIGAisproposed.TheUBWsparsearrayswitheig

7、ht,sixteen,andthirty-twoelementsaresynthesizedrespectively.Thepeaksidelobelevel(PSLL)intheirarraypatternisanalyzed.3.AnovelapproachforpatternsynthesisofUWBsparsesubarrayswithsubarrayarchitecturebasedontheIGAisproposed.ThesubarrayarchitectureUWBsparsearrayswiththirty-twoandsixty-

8、fourelementsaresynthesizedrespectively.Thepeaks