多波束形成技術(shù)是在波束形成技術(shù)的基礎(chǔ)上同時(shí)形成多個(gè)波束,相控陣?yán)走_(dá)通過形成多個(gè)獨(dú)立的波束可以更方便的實(shí)現(xiàn)空域?yàn)V波的功能;隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展,多波束形成技術(shù)得到了更為廣泛的應(yīng)用,本文圍繞數(shù)字多波束形成技術(shù)展開研究,主要工作如下:1.研究了共享孔徑多波束形成技術(shù),首先介紹了基于迭代FFT算法的共享孔徑多波束形成技術(shù),對(duì)算法進(jìn)行了理論推導(dǎo)和仿真分析,仿真結(jié)果表明算法可形成兩個(gè)性能相近的波束;由于迭代FFT算法得到的解并不是最優(yōu)解,因此本文提出利用遺傳算法優(yōu)化陣元激勵(lì)的改進(jìn)方法,仿真結(jié)果表明算法性能得到了改善,但兩個(gè)子陣的峰值旁瓣電平仍需要進(jìn)一步的優(yōu)化。然后針對(duì)旁瓣電平值較高的問題,本文還提出了基于二進(jìn)制雜草算法的共享孔徑多波束形成方法,同樣以陣元位置為優(yōu)化變量,以峰值旁瓣電平為優(yōu)化目標(biāo),仿真結(jié)果表明,二進(jìn)制雜草算法的優(yōu)化效果要優(yōu)于迭代FFT算法。同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有共享孔徑技術(shù)僅能形成同頻波束的問題,本文還提出了一種多頻率的共享孔徑多波束形成方法,以波束頻率各異為約束條件,將陣元位置和陣元間距同時(shí)作為優(yōu)化變量,由于入侵雜草算法不適合處理多變量優(yōu)化問題,本文利用模擬退火算法進(jìn)行優(yōu)化,仿真結(jié)果表明,算法可形成兩個(gè)不同頻率、不同指向的波束,且進(jìn)一步抑制了兩個(gè)波束的旁瓣電平值。2.研究了時(shí)間調(diào)制陣列的多波束形成技術(shù),時(shí)間調(diào)制陣列是在相控陣的基礎(chǔ)上增加了時(shí)間維度,在陣元數(shù)目相同的情況下,可以比相控陣形成更多的波束。本文將入侵雜草算法用于時(shí)間調(diào)制陣列多波束形成技術(shù),以天線方向圖的峰值旁瓣電平為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)每個(gè)陣元開關(guān)的控制時(shí)序進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)針對(duì)入侵雜草算法搜索能力差的問題,本文提出了一種雜草算法結(jié)合粒子群算法的改進(jìn)方法,并通過與其它算法進(jìn)行對(duì)比分析,仿真結(jié)果表明,改進(jìn)的入侵雜草算法可以得到更低的目標(biāo)函數(shù)值,算法的性能得到了進(jìn)一步地改善。3.研究了時(shí)間調(diào)制陣列的零陷生成技術(shù),針對(duì)入侵雜草算法在進(jìn)化過程中缺少信息交互的問題,本文提出一種入侵雜草算法結(jié)合遺傳算法的改進(jìn)方法,在雜草種子擴(kuò)散過程中,引入遺傳算法的交叉運(yùn)算操作,對(duì)雜草個(gè)體進(jìn)行改良。同時(shí)本文將改進(jìn)的入侵雜草算法用于陣列天線方向圖綜合的零陷生成技術(shù)中,仿真驗(yàn)證了改進(jìn)的入侵雜草算法在性能上要優(yōu)于常規(guī)算法,并結(jié)合時(shí)間調(diào)制陣列的諧波波束形成技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在形成多波束的同時(shí)在指定方向形成零陷。
【學(xué)位單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN821.8

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本文編號(hào)：2810267