本文關鍵詞：非理想陣列天線的容差分析及優(yōu)化設計算法研究

  更多相關文章： 陣列天線 區(qū)間分析 攝動法 粒子群算法 凸優(yōu)化

【摘要】：在實際工程中,受制造工藝和工作環(huán)境等因素的影響,陣列天線的控制參數(shù)通常存在一定的誤差。這些不確定性誤差會引起天線陣激勵幅度和相位的不確定性,從而導致天線的性能參數(shù)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動。因此,在實際天線陣系統(tǒng)的分析和設計過程中有必要預估出這些不確定性因素對天線性能所造成的影響,從而減少陣列校正造成的時間及成本損耗,并保證陣列誤差存在時天線陣仍能獲得期望的輻射性能。本文主要圍繞非理想陣列天線的容差分析和優(yōu)化設計兩個方面展開研究,具體工作如下:1、采用非概率區(qū)間分析(IA)方法對非理想均勻線陣進行了容差分析,考慮天線陣的幅度誤差和相位誤差,分別建立了兩種誤差單獨或同時存在時的陣列天線功率方向圖函數(shù)的區(qū)間模型,并結合實際的指標要求仿真分析了旁瓣電平、主瓣寬度、方向性系數(shù)等主要性能參數(shù)對幅相聯(lián)合誤差的容限,從而估計出天線所允許的最差性能情況,為天線設計提供了理論參考。2、針對IA算法在誤差較大或同時存在多種誤差時產(chǎn)生的區(qū)間擴張問題,提出了二階攝動法,將小區(qū)間不確定參量的解區(qū)間求解問題轉(zhuǎn)化為求解系統(tǒng)響應的低階Taylor展開攝動量,從而更好的逼近實際功率變化區(qū)間。仿真結果表明,在一定的誤差范圍內(nèi),可使用二階攝動法代替IA法來計算陣列功率方向圖函數(shù)的區(qū)間值,從而有效提高計算精度。3、針對多種陣列誤差存在時的天線陣優(yōu)化設計問題,提出了區(qū)間-凸優(yōu)化(IA-CP)算法,通過建立基于IA的陣列激勵幅值的凸優(yōu)化模型綜合出符合性能指標的功率方向圖。相較于現(xiàn)有的區(qū)間-粒子群(IA-PSO)算法,本算法在相同的誤差情況下能夠獲得更優(yōu)的陣列激勵參數(shù)。此外,本文還綜合考慮了多種陣列誤差(包括幅度誤差、相位誤差、幅相聯(lián)合誤差)以及陣元數(shù)對優(yōu)化結果的影響。仿真實驗表明,基于IA-CP算法的陣列綜合技術不僅對陣列的幅相誤差具有較好的穩(wěn)健性,而且還能適用于大型天線陣中。
【關鍵詞】：陣列天線 區(qū)間分析 攝動法 粒子群算法 凸優(yōu)化
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢11-13
• 1.2.1 陣列天線容差分析相關算法11-12
• 1.2.2 陣列天線優(yōu)化設計相關算法12-13
• 1.3 主要內(nèi)容及結構安排13-15
• 第二章 陣列天線基礎理論及區(qū)間分析方法的介紹15-30
• 2.1 陣列天線基礎理論15-23
• 2.1.1 陣列天線方向圖乘積原理15-16
• 2.1.2 陣列天線的主要參數(shù)16-18
• 2.1.3 傳統(tǒng)的陣列天線方向圖綜合算法18-22
• 2.1.4 基于粒子群優(yōu)化算法的方向圖綜合方法22-23
• 2.2 區(qū)間分析方法的基本理論23-29
• 2.2.1 區(qū)間數(shù)的概念及其運算24-25
• 2.2.2 復區(qū)間數(shù)的概念及其運算25
• 2.2.3 區(qū)間變量函數(shù)與區(qū)間值函數(shù)25-27
• 2.2.4 函數(shù)的區(qū)間擴張問題及處理方法27-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 非理想陣列天線的容差分析算法研究30-56
• 3.1 引言30
• 3.2 基于IA算法的非理想陣列天線容差分析30-50
• 3.2.1 幅度誤差對陣列天線性能的影響及容差分析30-36
• 3.2.2 相位誤差對陣列天線性能的影響及容差分析36-40
• 3.2.3 幅相聯(lián)合誤差對陣列天線性能的影響及容差分析40-42
• 3.2.4 仿真實驗及分析42-50
• 3.3 基于攝動法的非理想陣列天線容差分析50-55
• 3.3.1 一階區(qū)間攝動法50-51
• 3.3.2 二階區(qū)間攝動法51-52
• 3.3.3 仿真實驗與分析52-55
• 3.4 本章小結55-56
• 第四章 非理想陣列天線的優(yōu)化設計算法研究56-72
• 4.1 引言56
• 4.2 基于IA-PSO算法的非理想陣列天線優(yōu)化設計56-59
• 4.3 基于IA-CP算法的非理想陣列天線優(yōu)化設計59-64
• 4.3.1 陣列模型建立59-60
• 4.3.2 幅度誤差存在時的優(yōu)化設計60-62
• 4.3.3 相位誤差存在時的優(yōu)化設計62-63
• 4.3.4 幅相聯(lián)合誤差存在時的優(yōu)化設計63-64
• 4.4 仿真實驗與分析64-71
• 4.5 本章小結71-72
• 第五章 總結及展望72-74
• 5.1 全文總結72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-79
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果79-80

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本文編號：669210