基于差分进化算法和遗传算法的混合优化算法及其在阵列天线方向图综合中的应用

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1、第l2期电子学报VoI.32No.l22004年l2月ACTAELECTRONICASINICADec.2004基于差分进化算法和遗传算法的混合优化算法及其在阵列天线方向图综合中的应用范瑜l，2，金荣洪l，耿军平l，刘波l（l.上海交通大学电子工程系，上海200030；2.常熟理工学院物理与电子科学系，江苏常熟2l5500）摘要：阵列天线方向图综合作为智能天线的一项重要技术对于复杂系统的优化问题提出了更高的要求.本文结合差分进化的基本思想和遗传算法的基因交叉和变异方法构建了一种新的混合优化方法.该算法使用差

2、分进化算子作为主要优化手段，结合遗传算法优胜劣汰的基本思想以及其中的交叉和变异方法，通过融合两种优化方法各自的优点，可以显著改善多参数、高度非线性问题的优化结果、提高计算效率.计算机仿真结果表明，与现有算法相比，该算法用于天线方向图综合具有收敛速度快、优化能力强、算法可靠等优势.关键词：混合优化算法；遗传算法；差分进化算法；方向图综合；阵列天线中图分类号：TN820.l文献标识码：A文章编号：0372-2ll2（2004）l2-l997-04AHybridOptimizedAlgorithmBasedonD

3、ifferentialEvolutionandGeneticAlgorithmandltsApplicationsinPatternSynthesisofAntennaArraysl，2，JINRong-hongl，GENGJun-pingl，LIUBolFANYu（l.DepartmentofElectronicEngineering，ShanghaiJiaotongUniuersity，Shanghai200030，China；2.DepartmentofPhysics，ChangshuInstitut

4、eofTechnology，Changshu，Jiangsu2l5500，China）Abstract：ThepatternsynthesistechnigueofadaptivearraysisoneofthekeytechnoIogiesinsmartantennasystemssothatanefficientoptimizedaIgorithmisindispensabIeduetothecompIexityofthesystem.AhybridoptimizedaIgorithmispropose

5、d，whichisbasedprincipaIIyonthecombinationofthedifferentiaIevoIutiontheoryandthegeneticaIgorithm.InthisaIgorithmthedifferentiaIevo-IutionoperatorisadoptedasthemainoptimizingschemewhiIesuchtechniguesofthegeneticaIgorithm，ascrossover，mutation，etc，areempIoyed.

6、ThereforeitisexpectedthatadvantagesofboththedifferentiaIevoIutionandthegeneticaIgorithmarekeptsothatthehy-bridmodeIcanoptimizeIargescaIe，highIynonIinearprobIemsweIIandimprovetheefficiencyoftheoptimizationprocess.ComputersimuIationsshowthatthepatternsynthes

7、isofantennaarrayscanbecarriedoutwithfastconvergenceandexceIIentstabiIitybythemodeI，evenforcompIexcases.Keywords：hybridoptimumaIgorithm；geneticaIgorithm；differentiaIevoIutionaIgorithm；patternsynthesis；antennaarrays成自适应多波束，尤其是作为一种多址方式（空分多址SD-!引言MA），在通信系统中必须结

8、合其他多址方式，实现系统资源的随着新一代移动通信技术的飞速发展，智能天线正日益优化配置和系统性能的整体提高，如何寻找出最佳性能指标显现其重要性.智能天线在一个阵列中使用一套固定的阵元，十分困难.这些天线阵元的信号合并后形成可控的波束方向图，可以利遗传算法由于其在解决大空间、非线性、全局寻优等复杂用数字信号处理技术或RF硬件将波束指向期望信号，以跟问题时具有传统方法所不具备的独特优越性，已在越来越多踪移动中的用户，