入侵杂草优化算法用于阵列天线方向图综合

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1、万方数据2014年2月第41卷第1期西安电子科技大学学报(自然科学版)JOURNALOFXIDIANUNIVERSITYFeb．2014V01．41No．1doi：10．3969／j．issn．1001—2400．2014．01．006入侵杂草优化算法用于阵列天线方向图综合刘燕1，焦永昌1，张亚明2，王新宽1(1．西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，陕西西安710071；2．西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129)摘要：针对目前智能优化算法在处理具有多零点、凹口和低旁瓣等要求的复杂阵列天线方向图综合问题时易出现

2、收敛速度慢或局部最优的问题，引入一种新型入侵杂草优化算法，并在此基础上设计了一种自适应入侵杂草优化算法．新算法既提高了收敛速度，又平衡了全局和局部搜索能力．与同类算法相比，新算法在处理复杂阵列天线方向图综合问题中性能更佳，具有更高的收敛速度和计算精度．关键词：阵列天线；方向图综合；入侵杂草优化算法；零点；凹口；低旁瓣中图分类号：TN821+．91文献标识码：A文章编号：1001—2400(2014)01—0029—05Applicationoftheinvasiveweedoptimizationalgorithmtothe

3、patternsynthesisofarrayantennasL几，Yanl，JIAOYongchan91，ZHANGYaming2，WANGXinkuanl(1．ScienceandTechnologyonAntennaandMicrowaveLab．，XidianUniv．，Xi’an710071，China；2．SchoolofElec．&Info．，NorthwesternPolytechnicalUniv．，Xi’an710129，China)Abstract：Forovercomingtheproblemofsl

4、owconvergencespeedandlocaloptimumbyusingtheexistingintelligentoptimizationalgorithmsinthepatternsynthesisofantennaarrayswithnulls，notchesandsidelobereduction，anovelinvasiveweedoptimization(IWO)algorithmispresented，andanadaptiveIWOisdesignedtoimprovetheconvergencesp

5、eedandmakeabalancebetweentheglobalandlocalsearchingability．Simulationresultsshowthat，comparedwithotherexistingalgorithms，theproposedalgorithmperformsbetter，withhigherconvergencespeedandbettercomputationaccuracy．KeyWords：arrayantennas；patternsynthesis；invasiveweedop

6、timization；nulls；notches；sideloberedI】ction阵列天线方向图综合的目的是确定阵列天线的某些参数，使天线阵的辐射特性满足给定的要求．由于方向图综合问题中的目标函数和约束条件大部分呈多参数、非线性、不可微甚至不连续的特点，使得传统的基于梯度寻优技术的数值优化方法无法有效地求得工程满意解．而各种智能优化算法，比如遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)及其改进算法等口1]，以其良好的鲁棒性在阵列天线方向图的综合设计中得到了广泛的应用．2006年，Mehrabian等口1提出了一种新颖的智能优化

7、算法——入侵杂草优化算法(InvasiveWeedOptimization，IWO)．该算法模拟杂草种子在自然界的扩散、生长、繁殖和竞争性消亡的基本过程，具有很强的鲁棒性和自适应性，能够有效地收敛于问题的最优解．由于入侵杂草优化算法收敛速度快，程序设计简单、易实现，因此很快就引起国外从事天线研究领域的学者的关注．Roshanaei等口1把入侵杂草优化算法用于阵列天线自适应波束形成，并且与遗传算法进行比较，入侵杂草优化算法所需的计算时间更少，得到的代价函数也更小；Roy等[10]则把入侵杂草优化算法用收稿日期：2012—10—

8、15网络出版时间：2013—09—16基金项目：国家自然科学基金资助项目(61201022)作者简介：刘燕(1982～)，女，西安电子科技大学博士研究生，E—mail：liuyan—xidian@163．com．网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／