对称平面稀疏阵列阵形优化方法研究

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1、第32卷第4期2013年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．32No．4Aug．2013对称平面稀疏阵列阵形优化方法研究+史东湖，习靖，周志伟(中国电子科技集团公司第54研究所·石家庄·050081)摘要：针对在固定阵元数目、最小阵元间距以及最大孔径条件下平面稀疏阵列阵形优化的问题，对阵元数目为256的平面稀疏阵列分别采用模拟退火算法和粒子群优化算法进行优化仿真，分析比较了模拟退火算法和粒子群算法在平面稀疏阵列阵形优化中的应用效果。仿真结果表明，经过模拟退火算法和粒子群优化算法优化后的平面稀疏阵列均

2、能够抑制副瓣电平，并能够在一定的空域范围内实现波束扫描；相对于粒子群优化算法，模拟退化算法计算方法简单；在相同的迭代次数下，经模拟退火算法优化后的平面稀疏阵列比经粒子群算法优化后的平面稀疏阵列更能够有效地抑制副瓣。关键词：阵形优化；平面稀疏阵列；模拟退火算法；粒子群优化算法中图分类号：V556；TN82文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)04—0302—04DOI：10．7642／i．issn．1674—5620．201304—0302—04ResearchonOptimizationMethodofSymmetricThinnedPl

3、anarArraySHIDonghu，XIJing，ZHOUZhiwei(The54thResearchInstituteofCETC，Shijiazhuang050081)Abstract：Athinnedplanararraywith256elementsisoptimizedandsimulatedwithSA(SimulatedAnnealing)algo—rithmandPSO(ParticleSwarmOptimization)algorithmOntheconditionofagivennumberofelements，minimumele

4、mentspacingandmaximumarrayaperture．TheeffectsofapplicationofSAandPSOalgorithmsinarrayshapeoptimizationareanalyzedandcompared．ThesimulationresultsindicatethatSAalgorithmandPSOalgorithmareeffectiveinhelpingsuppresssidelobesandtheoptimizedarraycanrealizebeamscanningwithinacertainran

5、geofairspace．SAalgorithmissimplerthanPSOalgorithm．Atthesamenumberofiterations，thethinnedplanararrayU—singSAalgorithmpresentslowersidelobesthanthatusingPSOalgorithm．Keywords：arrayshapeoptimization；thinnedplanararray；SimulatedAnnealing(SA)algorithm；ParticleSwarmOptimization(PSO)alg

6、orithm0引言在相同阵元个数的条件下，相比阵元间距为半波长的均匀平面阵列，由于平面稀疏阵列具有更大的阵列孔径，能够获得更高的分辨率，因而得到越来越广泛的应用。但是平面稀疏阵列具有栅瓣或高旁瓣等缺点[1]，为了在降低阵列天线成本的同时保持阵列较低的副瓣电平，需要对平面稀疏阵列进行阵形优化。比较成熟且应用广泛的优化算法主要有粒子群优化算法‘2

7、、遗传算法‘3

8、、模拟退火算法Ⅲ等。本文分别通过粒子群优化算法和模拟退火算法对稀疏阵列进行阵形优化设计，分析比较了两者的优化效果。仿真结果证明了优化算法的有效性。1平面稀疏阵列模型在地基多目标测控方面，X、y方向的

9、阵列孔径分别为Lx和Ly，阵元个数为N，相邻阵元最小间距为d，阵元位置关于X轴和y轴对称，在X、y方向分别以dx、dy为间隔将阵列区域划为mx×my*收稿日期：2013—04—12；修回日期：2013—05—13；网络出版时间：2013-07—19lO：44网络出版地址：http：∥WWW．cnki．net／kems／detail／11．4230．TV．20130719．1044．006．html第一作者简介：史东湖(1974一)，男，学士，工程师，主要研究方向为航天测控技术；E—mail：577449@qq．com第4期史东湖，等：对称平面稀疏阵列阵形

10、优化方法研究303的栅格，mx一竽+1，m，一丁Ly+1。阵元分布在栅格口X口v