考虑互耦的改进型Vivaldi天线阵列优化设计

设计了一种改进的Vivaldi天线,采用基于指数和椭圆的混合渐变线方法,实现了天线的小型化设计,同时具有超宽带的性能。将该天线沿x轴组成了一个8元直线排列的天线阵列,采用有源单元方向图方法来考虑天线单元间的互耦,得到的阵列方向图与全波模拟结果吻合很好。与微分进化-连续蚁群优化算法的混合算法相结合,通过调整单元的激励幅度,实现了方向图的综合。与切比雪夫综合方法相比,可以获得更低的副瓣电平,同时减小了全波模拟的计算次数,节省了优化时间。     

平面螺旋天线圆形阵列及其测向性能研究

分析仿真了单个平面阿基米德螺旋天线阵元的辐射特性,在此基础上,研究了由该天线为阵元构成的8单元圆形阵列方向图特性,相比于全向阵元构成的8单元圆阵,平面阿基米德螺旋天线阵列可以有效地降低副瓣电平,改善阵列方向图特性。最后讨论了基于MUSIC算法的该阵列测向性能并给出了仿真结果。     

基于混合整数有向差分进化算法的平面麦克风阵列几何优化

针对多约束条件下阵列优化过程中运算复杂和波束指向固定的问题,本文提出一种基于混合整数有向差分进化(MIDDE)算法的综合方法。首先,通过几何变换减少优化目标数量,缩小寻优空间,降低运算复杂度;其次,对差分进化(DE)算法的变异过程引入随机选择与排序策略,提高搜索速度与精度,并改进边界约束处理方式,提高边界搜索能力。最后,用MIDDE算法优化基于正则化稳健超指向波束形成器的目标函数。仿真结果表明,在白噪声增益(WNG)受约束的情况下,优化阵列可在宽波束指向角范围内获得较高的方向性因子(DF),且显著高于相同阵元数的规则阵列,该方法可有效提高阵列性能。     

时间调制准泰勒阵列天线的方向图综合

为了获得期望的参数指标,提出了一种基于时间调制的准泰勒阵列天线设计方案,该方案通过对动态单元接通时长进行简化处理并适当降低目标旁瓣电平值来实现。为了降低旁带辐射,进一步采用差分进化算法对动态单元的通断时刻进行优化,使得控制动态单元的时间脉冲发生移位来抑制谐波电平。基于MATLAB的仿真结果表明,与原始的泰勒综合方法相比,新方案不但有利于简化时间调制阵列中数字控制电路的设计,而且能够在获得相同、甚至更低旁瓣电平的情况下,使谐波电平值降低5 dB以上,并且也降低了主方向图的功率损耗。     

球面共形天线阵列的稀布优化方法

为了抑制球面阵列峰值旁瓣电平,提出了一种基于改进遗传算法的阵元球面稀布优化算法(ESSA).首先采用遗传算法染色体对阵元位置信息进行特征提取,并利用染色体的的交叉、变异对位置信息进行优化重组,然后将重组前后的阵元位置信息合并成新的种群,最后在迭代过程中根据遗传算法适应度函数对阵元分布进行优化选择,从而建立最优阵元分布模型.与阵元球面均匀分布方法相比,EESA具有更大的阵元分布空间.仿真实验表明,经过遗传算法优化后所得最优阵元分布模型的峰值旁瓣电平较优化前约降低2.6dB,实验结果证明了ESSA可完全实现阵元可分布空间的随机寻优.     

基于对数稀布阵的FDA-MIMO干扰抑制

波形分集阵列雷达作为一种将频率分集阵列与多输入多输出结构相结合的雷达新体制,在主瓣干扰抑制领域具有极大的应用前景.针对基于对数稀布阵的FDA-M IM O随队干扰抑制方法展开分析.首先将对数稀布阵引入FDA-M IM O体制,通过采用非线性频控函数改进基本FDA"S型"波束图带来的多极值问题;然后通过RCB算法修正随队干扰抑制过程中出现的导向矢量失配问题;最后,仿真验证了当目标与干扰在距离维可分但角度维较为接近时,该方法可在保持主瓣增益的同时实现对干扰的有效置零,从而为随队干扰的有效抑制提供了新的思路.     

相控阵超声探伤中一维稀疏阵列的优化设计研究

运用Matlab软件,提出一种改进的粒子群算法,对不同的相控阵一维稀疏阵列进行仿真优化分析,计算出能反映成像的空间分辨率和对比度分辨率的阵列方向图,得到了综合声学性能接近参考满阵阵列的稀疏阵列.实验分析表明,粒子群算法的引用能为稀疏阵列提供有效的优化设计.     

基于优化多相编码和天线设计的MIMO STAP研究

多发多收（MIMO,multiple input and multiple output）雷达发射正交波形以获得良好的波形分集增益和更高的自由度。为了提高信号的自相关和互相关性能,采用循环算法（CA,cyclic algorithm）,得到了具有低自相关旁瓣峰值（ASP,auto correlation sidelobe peak）和互相关峰值（CP,cross correlation peak）的多相编码信号。仿真实验基于优化多相编码信号和天线阵列结构实现STAP（space-time adaptive processing）,克服了多信号间相互影响、稀疏天线布阵结构导致的盲速和密布天线布阵影响孔径大小等问题,验证了本文方法有效性。     

Terdragon及Terdragon-6分形天线阵研究

根据Terdragon及Terdragon-6曲线，设计阵列天线，恰当分配曲线在坐标系中的位置，由曲线本身的自相似性，采用迭代算法进行了快速方向图计算．仿真结果表明：Terdragon及Terdragon-6分形阵实现了低副瓣。并且克服了单位幅度激励的均匀方形面阵在阵间距达到工作波长时出现栅瓣的问题．随着迭代阶数的增加，主瓣越来越窄，过渡带变陡，副瓣越来越低．另一方面，随着阵间距的增加，副瓣降低、主瓣变窄、过渡带变陡．     

基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法

天线阵列方向图综合在雷达系统中具有重要应用.提出了一种快速的基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法.考虑阵列激励的对称性,建立相应的凸二次规划问题,最大化阵列方向性系数.线性约束条件可以控制波束指向、副瓣电平和零陷产生等.这种算法具有全局最优解,仿真结果表明:该算法可以用于多种和、差方向图的综合问题.     

基于改进交叉熵算法多目标不等间距阵列综合

将模糊C均值聚类算法与传统交叉算法相结合,提出改进交叉熵算法.利用该算法成功完成阵元个数分别为6、8、10、12不等间距阵列综合,解决了不等间距阵列综合中峰值旁瓣电平和波束宽度的多目标优化问题,得到了对应情况下不等间距阵列的峰值旁瓣电平和波束宽度的平衡曲线.优化结果表明,给定波束宽度,阵元个数相同的不等间距阵列的峰值旁瓣电平比均匀阵列下降近30%.在均匀阵列超出截止间距时,可以更加有效准确地找寻峰值旁瓣和波束宽度的折中点.     

基于测试不变性方程的矩阵分解技术在相控阵天线分析与设计中的应用

将MDMEI引入平面相控阵天线的分析与设计算法之中,通过选择适当的测试函数(Metrons),成功地实现了矩阵方程中满系数矩阵的分解与高度稀疏化,其稀疏率不超过4.1%.方向图的数值计算结果表明,除H平面极远区个别副瓣以外,MDMEI结果具有良好的精度.该技术可以显著提高相控天线的优化设计效率.     

一种随机稀布MIMO雷达的旁瓣抑制方法

随机稀布MIMO雷达由于空间阵元的缺失,对回波信号的空间采样严重不足,其合成的发射-接收波束中存在大量高电平旁瓣,影响目标峰值的检测以及掩盖微弱目标。利用随机稀布MIMO雷达所合成的发射-接收波束图中最大幅度所对应的方位角,重构当该方位角上存在目标时的波束旁瓣值;然后在原始归一化发射-接收波束图中对消该重构旁瓣值。如果存在真实目标,可形成低峰值旁瓣的发射-接收波束方向图;反之,最终波束图的峰值主旁瓣比与原始波束图相差不大,表明无目标存在。在发射和接收阵元数较少以及发射信号总带宽较低时能有效抑制随机稀布MIMO雷达的波束旁瓣,仿真结果验证了方法的有效性。     

基于DSP的小阵列语音增强算法的研究与实现

以TI公司TMS320C5535 DSP和二元麦克风小阵列为基础,提出一种行之有效的语音增强算法。通过分析在小阵列上常用的广义旁瓣相消器算法和相干滤波器算法的优缺点,将时变平滑因子引入到相干滤波器中,并将相干滤波器置于广义旁瓣相消器的固定波束形成支路。在得出一种有效算法的同时也给出了其在DSP上的实时实现步骤。仿真与实际结果表明,在小阵列上该方法明显优于单独使用广义旁瓣相消器算法和相干滤波器算法,可以有效抑制噪声干扰,提高语音质量。     

基于迭代加权?q范数最小化的稀疏阵列综合方法

摘 要：针对非均匀稀疏阵列综合问题,提出一种利用迭代加权?q(0相似文献   

兼具高自由度低互耦的间距约束稀疏阵列设计

针对传统稀疏阵列难以实现孔径和互耦同步优化导致测向误差的问题,设计了一种兼具高自由度低互耦的间距约束稀疏阵列.该阵列由四段均匀线阵以一定间隔首尾相连构成,约束每段均匀线阵的阵元间距以及各段均匀线阵之间的间距尽可能大,形成了3段稀疏的均匀线阵和1段密布的线阵,有效减少了阵元间的互耦效应,基于该阵列推导了物理阵元位置、差联合阵列的闭式解以及自由度的闭式解.与相同阵元数的传统稀疏阵列以及改进稀疏阵列相比,设计的间距约束稀疏阵列拥有更大的孔径、更低的互耦以及更多的连续虚拟阵元,通过实验仿真验证了间距约束稀疏阵列的优越性.     

基于前后向矩阵束方法的赋形波束方向图综合

针对阵列天线的方向图赋形问题,研究了一种基于前后向矩阵束方法(FBMPM)。先确定适当的阵元数目,再优化设计激励幅度和阵元位置,最终设计出需要的赋形方向图。由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励。FBMPM采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,保证了重构赋形波束方向图的精度可控。仿真实例证明了方法的快速性和有效性。     

单干扰旁瓣对消器的方向性性能仿真分析

为了研究干扰对消对阵列方向性的影响,引入了主阵列方向图的峰瓣比、对消单元峰扰比和峰信比三个参数。通过对这几个参数的仿真可看出:阵元数的变化不影响方向性随峰瓣比变化的曲线形状;峰扰比大于峰瓣比或者峰瓣比小于10dB时的旁瓣对消会导致方向性的严重恶化。表明方向性的起伏和阵列增益没有必然的联系,而峰瓣比和峰扰比的大小关系以及峰瓣比的绝对值起着决定性的作用。对一个弧形阵列旁瓣对消器的改进设计验证了该结论可以从线阵推广到任意阵列。     

单干扰旁瓣对消器的方向性性能仿真分析

为了研究干扰对消对阵列方向性的影响,引入了主阵列方向图的峰瓣比、对消单元峰扰比和峰信比3个参数。通过对这几个参数的仿真可看出:阵元数的变化不影响方向性随峰瓣比变化的曲线形状;峰扰比大于峰瓣比或者峰瓣比小于10 dB时的旁瓣对消会导致方向性的严重恶化。表明方向性的起伏与阵列增益没有必然的联系,而峰瓣比和峰扰比的大小关系以及峰瓣比的绝对值起着决定性的作用。对一个弧形阵列旁瓣对消器的改进设计验证了该结论可以从线阵推广到任意阵列。