天线阵列优化研究

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1、华中科技大学硕士学位论文天线阵列优化研究姓名：朱丹丹申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：李青侠20060428摘要作为无源遥感器，综合孔径微波辐射计除在遥感领域的应用外，还在目标探测方面有潜在的应用前景。综合孔径微波辐射计利用孔径综合原理在空间频率域中采样，通过傅氏变换获得包含目标的场景的微波亮温图像，在微波亮度温度图像中搜索目标实现对目标的探测。自适应天线可应用于目标跟踪，自适应天线阵通过多波束形成算法，在视场空间产生多个波束，对动态目标进行跟踪。因此，如果能在一个系统中同时采用综合孔径和自适

2、应阵列两种处理方式，则两者可以互补，更好地实现对动态目标的探测与跟踪。本文重点研究如何在综合孔径阵列的排列方式上，进行自适应阵列的排列优化和权值优化，使阵列主瓣宽度一定的情况下尽量降低最大旁瓣值。本文首先研究了自适应阵排列优化算法：在综合孔径排列方式的基础上，添加若干个天线单元，并运用遗传基因算法确定添加的天线单元的位置。本文还研究了Olen&Compton权值优化算法在各种直线阵中的应用。最后，本文将自适应阵的排列优化算法和权值优化算法相结合，提出阵列的综合优化算法。仿真结果表明，使用本文提出的综合优化算法

3、对综合孔径排列的阵列进行综合优化后，最大旁瓣值能够降低6dB以上，比只采用排列优化算法或者权值优化算法时降低了1倍以上。关键词：权值优化;Olen&Compton;稀疏阵列;遗传算法;模拟退火;综合孔径IAbstractSyntheticaperturemicrowaveradiometerhasaverygoodforegroundinremotesensingandobjectdetecting.Syntheticapertureradiometerappliestheinterferometricpri

4、ncipletosampleinthespatialfrequencydomainandretrievestheimagebyFourierorothernumericaltransformation.It’seasytodetectobject,butcomplextotrackobject.Adaptivearraycaneasilytrackobject,ifasystemcanusebothsyntheticapertureandadaptivearraytechnique,thesystemwill

5、bebettertodetectandtrackobject.Thispaperstudieshowtoarrangeanadaptivearrayandhowtofindthebestweightsofanadaptivearrayunderasyntheticaperturearray.Firstthispaperstudiesthealgorithmofhowtoarrangeanadaptivearray:addingsomeantennainthesyntheticaperturearray,and

6、usinggeneticalgorithmtodecidetheaddposition.Studyresultindicatesthatafterusinggeneticalgorithmtoarrangeanadaptivearray,thebiggestsidelobeofthearraycanfallthreedB.ThispaperalsostudiestheapplicationofOlen&Comptonalgorithminvariedlinearrays.Studyresultindicate

7、sthatafterusingOlen&Comptonalgorithminuniformitylinearrayandlittlethinnedarray,thebiggestsidelobeofthearraycanfalltendB;afterusingOlen&Comptonalgorithminsyntheticaperturearray,thebiggestsidelobeofthearraycanfallonedB.Finally,thispapercombinedthegeneticalgor

8、ithmandtheOlen&Comptonalgorithmtogether,formingasynthesisalgorithm.Studyresultindicatesthatafterusingsynthesisalgorithminsyntheticaperturearray,thebiggestsidelobeofthearraycanfallsixdB,fallingoncethanj