各種現(xiàn)代無線電子系統(tǒng)對相控陣天線提出的高增益、寬頻帶、空域覆蓋等與日俱增的技術(shù)挑戰(zhàn),推動著相控陣天線向大規(guī)模、超寬帶、寬角掃描等方向發(fā)展。與此同時,實際工程應(yīng)用中對于硬件系統(tǒng)復雜度、散熱困難、造價成本等問題更為關(guān)注,而稀疏陣列技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地解決上述問題。盡管基于隨機優(yōu)化算法的稀疏陣列綜合方法已經(jīng)被廣為應(yīng)用,但仍面臨著許多挑戰(zhàn),如容易陷入局部最優(yōu)、計算量大等。圍繞上述背景,本文提出適用于超寬帶相控陣列稀疏化布陣綜合的優(yōu)化算法,并且實現(xiàn)了工作在C-Ku波段的強互耦超寬帶寬角掃描稀疏陣列設(shè)計。本文的研究內(nèi)容主要包括以下部分:首先,對超寬帶相控陣稀疏化布陣技術(shù)研究背景及其意義做了簡要介紹,回顧了國內(nèi)外對于陣列天線綜合的研究歷史及存在的問題,并對強互耦超寬帶相控陣的研究現(xiàn)狀進行了簡單概述。其次,首次提出了將多智能體遺傳算法應(yīng)用到陣列天線綜合,并創(chuàng)新性地引入兩項改進策略,提高算法的搜索能力和加快收斂速度。將改進的多智能體遺傳算法應(yīng)用于和差波束綜合、稀疏陣列綜合等陣列綜合實例,顯示出該算法相對于其它傳統(tǒng)算法的優(yōu)越性能。探索并討論了大規(guī)模稀疏陣列的大角度掃描特性。第三,設(shè)計了一款加載開口諧振環(huán)的... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

強互耦天線陣

第一章緒論5基于脊波導原理將短路金屬通孔更換成電容加載金屬化盲孔，改善了限制低頻帶寬的環(huán)模諧振，將諧振點搬移至低頻，實現(xiàn)了3.53-21.2GHz阻抗帶寬范圍內(nèi)陣列掃描到45°時VSWR分別小于2.5。(a)(b)圖1-2強互耦天線陣。(a)加載阻性頻率選擇表面[33]；(b)集成Marchand巴倫[34]文獻[32]設(shè)計了一款16×16單元的雙極化超寬帶相控陣，實現(xiàn)7-21GHz頻帶內(nèi)E面和H面±45°掃描。采用阻性頻率選擇表面能夠打破地板對于高頻帶寬的限制，最終實現(xiàn)21:1(0.28-5.91GHz)阻抗帶寬內(nèi)VSWR<3的蝶形強互耦天線陣[33]，如圖1-2所示。J.L.Volakis教授等人加工測試了一款8×8單元的雙極化超寬帶陣列[34]，采用集成Marchand巴倫的強互耦陣列實現(xiàn)0.69-5.0GHz帶寬內(nèi)±45°VSWR<2.65，并且交叉極化低于-20dB，如圖1-2(b)所示。(a)(b)圖1-3強互耦相控陣。(a)加載開口諧振環(huán)[36]；(b)圓柱共形陣[37]國內(nèi)楊仕文教授團隊設(shè)計了一款1×26雙極化強互耦線陣，采用新型的垂直放

電子科技大學碩士學位論文12()()12min,,,,Nf=XXxxx∈S(2-19)其中，SRN定義N維搜索空間，受限于邊界約束條件S∈[Xmin,Xmax]。該算法另外引入能值函數(shù)用來表征個體的潛能大小，定義如下：Energy(X)=f(X)(2-20)連通網(wǎng)格環(huán)境在圖2-3(a)中給出，圖中的菱形結(jié)構(gòu)代表一個個體，菱形中的個體代表該個體在網(wǎng)格中所處的位置信息(i,j)，兩兩之間若存在連線，則說明這兩個個體之間存在信息交流。位于網(wǎng)格位置(i,j)的個體Xi,j=(x1,x2,…,xN)，其鄰域定義為NBi,j={Xi-1,j,Xi,j-1,Xi+1,j,Xi,j+1}，且由于網(wǎng)格的連通結(jié)構(gòu)，X0,j、Xi,0、XLsize+1,j和Xi,Lsize+1分別定義為XLsize,j、Xi,Lsize、X1,j和Xi,1。定義個體Xi,j的鄰域中能值最大的個體為i,j=(m1,m2,…,mN)。在整個優(yōu)化過程中，每個個體僅與自己鄰域內(nèi)的個體進行信息交流。(a)(b)圖2-3Lsize×Lsize規(guī)模大小的網(wǎng)格環(huán)境結(jié)構(gòu)。(a)網(wǎng)格環(huán)境；(b)改進后個體Xi,j的鄰居下面給出了多智能體遺傳算法的簡要介紹。首先，初始化多智能體網(wǎng)格使得種群個體均勻隨機地覆蓋N維可行域空間，由下式產(chǎn)生初始化個體：()(),,,,maxminminrand,=1,,ijijijijX=×XX+XijLsize(2-21)其中，rand(·)產(chǎn)生0-1隨機數(shù)，上標(i,j)代表個體在網(wǎng)格中的位置；Lsize是網(wǎng)格的長度，則種群大小為Lsize×Lsize。在多智能體遺傳算法中不存在全局控制，個體之間是相互獨立的，因此不需要通過擴大種群規(guī)模來增加種群多樣性，通常設(shè)置

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種新型的米波雷達──綜合脈沖與孔徑雷達[J]. 保錚,張慶文.  現(xiàn)代雷達. 1995(01)



本文編號：3343286