非均匀线天线阵优化布阵研究

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1、万方数据第12期2006年12月电子学报ACTAELEI：7m0NICASINICAV01．34No．12Dec．2006非均匀线天线阵优化布阵研究陈客松，何子述，韩春林(电子科技大学电子工程学院，四川成都610054)摘要：针对有阵元数、孔径和最小阵元间距约束的稀布直线阵列综合问题，提出了一种基于修正遗传算法(MGA)的综合方法．该方法采用真值编码，个体的描述方式可使搜索空间减小，通过设计用于处理约束的矩阵变换和广义的交叉算子和变异算子，有效地避免了基因重组和变异时出现不可行解．在约束阵列孔径和阵元数的条件下，高效地实现了任意最小阵元间距约束下抑制峰值旁瓣电平(Psi&)的稀

2、布阵综合．文中给出了修正遗传算法的流程，该算法的有效性和鲁棒性在稀布阵列综合的仿真实验中得到了验证．关键词：稀布阵；遗传算法(GA)；旁瓣电平；优化布阵中图分类号：TN820．1+5，820．1+3文献标识码：A文章编号：0372．2112(2006)12．2263．05ResearchonSynthesisoftheLinearSparseArraysCHENKe—song，HEZi—shu，HANChun—lin(Sch00lofElectronicEngineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，国

3、础，Sichuan610054，China)Abstract：Amodifiedgeneticalgodthm(MGA)fortheelementspacingsynthesisoflinearsparsearrayisdescribed．Undertheoptimizationconstraintsofthenumberofelement，theapertureandtheminin3uinelementspacing，theMGAhasbeenutilizedtoreducethepeaksidelobelevel(PsLL)ofthearray．Itimprovesthe

4、optimizationefficiencyofGAbytheapphcafionofrealvaluedcodingofchromosome，theinannerofindividualdescriptionallowstheGAtosearchasmallersolutionspace．Forthesakeofavoid—inginfeasiblesolutionduringtheprocessofrecombinationandmutation，constraintmatrixanditstransformsaledesigned，andthebroadsensecros

5、soveroperatorandmutationoperatorofGAareapplied．VV-hentheapertureandthenumberofelementsaleapriorifixed，thesyntheSisoflinearsparsearraysusingthisnewmethodCanrHnwiththeadjustablemininlunlelementspacing．TheflowchartoftheMGAandthesimulatedresuItsconfirmingthevalidityandtherobustnessofthealgorithm

6、areprovided．Keywords：sparsearrays；geneticalgorithm(GA)；sidelobelevel；optimumarrays1引言六十多年来，均匀间隔阵列的理论已获得了广泛而深入的研究，例如给定阵元数和阵列响应，可以利用传统的道尔夫．切比雪夫综合法、泰勒综合法、傅立叶逆变换法和数值优化等方法实现阵列综合．相对而言，非均匀阵列的综合(给定阵元数和阵列响应，确定阵元位置和激励分布)一直是未解决得很好的难题．其中，给定阵列天线形状与阵元数的前提下，如何通过适当地选取各阵元的间距，馈电流幅值及相位来最大限度地降低阵列的峰值旁瓣电平是阵列天线综合中

7、的一类重要课题⋯1，其原因在于非均匀阵列综合受限于两方面的因素怛'3J，一方面阵列响应是阵元位置的复指数函数，所以阵元间距综合是一个非线性优化问题；另一方面，从工程应用的角度考虑，为减小阵元间的互耦，阵元间距必须满足一定的约束(比如不小于某一给定值)．针对问题的第一方面，已经出现了动态规划法MJ、统计优化方法bJ、模拟退火法【6j，遗传算法∽，8j等综合方法；对于第二方面，相应地出现了两类解决阵元间距约束的途径，其一是阵元只允许从相距半波长的规则栅格上稀疏的稀疏阵【416“1J，其二是天线单