本文關(guān)鍵詞：基于有源單元方向圖技術(shù)的共形天線陣列綜合方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：共形天線具有低剖面、不影響飛行器氣動外形、低雷達(dá)散射截面(radar cross section,RCS)、排布成天線陣列以后可以獲得更寬的掃描角度等優(yōu)點,因而在飛行器設(shè)計領(lǐng)域具有非常強烈的應(yīng)用需求。本文圍繞共形陣列的分析與綜合方法,展開了一系列的研究。文中提出了兩種改進型的共形陣列分析方法,它們在多個方面優(yōu)于傳統(tǒng)的基于坐標(biāo)變換理論的共形陣列分析方法。基于這兩種改進型共形陣列分析方法,結(jié)合智能優(yōu)化算法和網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù),建立了一套完整的共形陣列并行分析、優(yōu)化、綜合系統(tǒng)。最后,出于現(xiàn)實應(yīng)用的需求,本文提出了一種改進的MATLAB和HFSS協(xié)同仿真方法,該方法相比于傳統(tǒng)方法,計算效率更高,容錯能力更強。第一章簡要介紹了共形天線陣列的研究背景和和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,概述了共形天線陣列的分析和綜合方法,并對本文各章的內(nèi)容安排進行了簡要介紹。第二章主要介紹了有源單元方向圖技術(shù)的基本原理,給出了有源單元方向圖的提取方法,并結(jié)合實例介紹了如何將大型陣列劃分成子陣,并從子陣中提取單元的有源單元方向圖。第三章主要介紹了三種共形陣列的分析方法,首先簡要介紹了基于坐標(biāo)變換的共形陣列分析方法,之后提出了兩種改進型的共形陣列分析方法,最后給出的算例中對幾種共形天線陣列進行了實際的分析和計算,并比較了三種分析方法的優(yōu)劣。第四章首先介紹遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法、多目標(biāo)優(yōu)化算法的基本原理及操作流程。之后簡要介紹了一種改進型的MATLAB和HFSS進行協(xié)同仿真的實現(xiàn)方法。最后,結(jié)合第三章介紹的共形陣列分析方法,針對具體計算實例,采用智能優(yōu)化算法對共形天線陣列進行綜合。第五章主要介紹自主開發(fā)的一款網(wǎng)絡(luò)并行優(yōu)化仿真工具SmartSim。該工具大大提高了優(yōu)化計算的速度和效率。本章的最后,使用該工具對單折疊槽天線進行優(yōu)化及仿真。第六章是對本文的主要工作和研究成果的總結(jié),同時指出了共形陣列分析和綜合技術(shù)中存在的某些不足之處,并對后續(xù)研究工作進行了展望。
【關(guān)鍵詞】：共形天線 有源單元方向圖 遺傳算法 粒子群算法 多目標(biāo)優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN820.15
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 共形天線的分析方法12-14
• 1.4 共形陣列的綜合方法14-15
• 1.4.1 共形陣列綜合的難點14
• 1.4.2 共形陣列的綜合方法14-15
• 1.5 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)15-16
• 第二章 基于有源單元方向圖的陣列分析方法研究16-29
• 2.1 基于有源單元方向圖的天線陣列遠(yuǎn)場計算方法16-20
• 2.2 有源單元方向圖的提取方法20-26
• 2.2.1 提取有源單元方向圖的一般方法20-23
• 2.2.2 提取有源單元方向圖的改進方法23-26
• 2.3 基于有源單元方向圖的陣列綜合方法26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于有源單元方向圖的共形天線陣列分析方法研究29-62
• 3.1 空間坐標(biāo)系變換法29-34
• 3.1.1 局部坐標(biāo)系與局部旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系29-32
• 3.1.2 局部旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與全局坐標(biāo)系下場分量的映射關(guān)系。32-34
• 3.2 有源單元方向圖數(shù)據(jù)的直接變換方法34-42
• 3.2.1 單位球面上各映射點的空間坐標(biāo)變換方法35-36
• 3.2.2 電場矢量的旋轉(zhuǎn)變換方法36-38
• 3.2.3 直接進行旋轉(zhuǎn)變換所面臨的問題及其解決方法38-42
• 3.3 柱面共形陣列分析方法42-52
• 3.3.1 傅立葉級數(shù)方法分析圓環(huán)陣列44-46
• 3.3.2 離散激勵圓環(huán)陣輻射特性分析46-48
• 3.3.3 定向性天線單元構(gòu)成的圓環(huán)陣列輻射特性分析48-49
• 3.3.4 有源單元方向圖結(jié)合傅立葉級數(shù)方法分析圓環(huán)陣列輻射特性49
• 3.3.5 有源單元方向圖結(jié)合傅立葉級數(shù)方法分析柱面共形陣輻射特性49-51
• 3.3.6 傅里葉級數(shù)方法和坐標(biāo)變換方法的分析與對比51-52
• 3.4 分析實例52-60
• 3.4.1 全向天線單元構(gòu)成的圓環(huán)天線陣列52
• 3.4.2 實際振子天線單元構(gòu)成的圓環(huán)天線陣列52-54
• 3.4.3 五單元微帶天線單元構(gòu)成的圓環(huán)天線陣列54-56
• 3.4.4 微帶天線單元構(gòu)成的一般柱面共形天線陣列56-60
• 3.5 本章小結(jié)60-62
• 第四章 基于智能優(yōu)化算法的共形天線陣列綜合方法研究62-84
• 4.1 遺傳算法（GA）62-65
• 4.1.1 遺傳算法的基本操作方法62-65
• 4.1.2 遺傳算法控制參數(shù)的選取65
• 4.2 粒子群算法PSO65-67
• 4.2.1 粒子群算法的基本操作方法65-66
• 4.2.4 算法參數(shù)的選取66-67
• 4.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法67-71
• 4.3.1 多目標(biāo)優(yōu)化算法相關(guān)概念介紹67-68
• 4.3.2 帶有精英保留策略的快速非支配排序遺傳算法(NSGA-II)68-71
• 4.4 改進的MATLAB和HFSS的協(xié)同仿真方法71-75
• 4.5 基于智能優(yōu)化算法的共形天線陣列綜合實例75-83
• 4.5.1 共形陣列結(jié)構(gòu)說明75
• 4.5.2 基于單目標(biāo)優(yōu)化算法的陣列方向圖綜合75-81
• 4.5.3 基于多目標(biāo)優(yōu)化算法的陣列方向圖綜合81-83
• 4.6 本章小結(jié)83-84
• 第五章 網(wǎng)絡(luò)并行優(yōu)化仿真工具介紹84-90
• 5.1 網(wǎng)絡(luò)并行優(yōu)化仿真工具SmartSim介紹84-87
• 5.2 SmartSim軟件分析和綜合實例87-90
• 第六章 全文總結(jié)與展望90-91
• 6.1 本文主要的貢獻和創(chuàng)新90
• 6.2 后續(xù)工作展望90-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果95-96

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本文編號：385050