本文關(guān)鍵詞：基于優(yōu)化算法的機(jī)載三維陣列天線旁瓣抑制

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【摘要】：當(dāng)前,機(jī)載三維陣列天線在機(jī)載雷達(dá)、機(jī)載數(shù)據(jù)鏈、電子對(duì)抗中的地位越來(lái)越重要,其陣列結(jié)構(gòu)與飛行器外形保持一致,能夠在不改變載機(jī)氣動(dòng)性能和隱身性能的前提下,通過(guò)優(yōu)化陣列的各項(xiàng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)方向圖綜合,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)載/艦載雷達(dá)、通信等領(lǐng)域。本文采用了拉格朗日乘數(shù)法、粒子群算法和凸優(yōu)化算法等各種優(yōu)化算法,圍繞陣列天線輻射方向圖綜合的數(shù)學(xué)模型與性能分析、三維陣列方向圖的旁瓣抑制、分布式線陣方向圖的柵瓣抑制和機(jī)載分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制等問(wèn)題開(kāi)展研究。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:(1)建立了遠(yuǎn)場(chǎng)條件下陣列天線輻射方向圖綜合的數(shù)學(xué)模型,給出了陣列坐標(biāo)系和陣元坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系,在不考慮互耦的前提下,推導(dǎo)了方向圖綜合的表達(dá)式,并給出其矩陣形式。基于極化方向性系數(shù)最大,分析了影響方向圖性能的因素,仿真結(jié)果表明,陣元類型、子陣間距和陣元分布模型會(huì)對(duì)方向性系數(shù)、旁瓣電平、交叉極化等方向圖性能參數(shù)產(chǎn)生影響。(2)研究了三維陣列方向圖的旁瓣抑制。針對(duì)方向圖主輻射綜合和低旁瓣約束的多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題,采用多目標(biāo)粒子群算法解決該優(yōu)化問(wèn)題,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性;同時(shí)給出了一種基于偏好信息的改進(jìn)的多目標(biāo)粒子群算法,減少了粒子個(gè)數(shù)和迭代次數(shù),提高了算法的收斂性;構(gòu)造了多目標(biāo)方向圖綜合的凸優(yōu)化模型,并應(yīng)用到三維陣列方向圖的旁瓣抑制中,能夠根據(jù)設(shè)定的門限得到相應(yīng)的最優(yōu)解。(3)研究了分布式線陣方向圖的柵瓣抑制。以分布式線陣為模型,驗(yàn)證了多目標(biāo)粒子群算法在柵瓣抑制中的有效性;給出了一種基于粒子群-凸優(yōu)化的混合優(yōu)化算法,將粒子群作為全局優(yōu)化算法,凸優(yōu)化作為局部?jī)?yōu)化算法,對(duì)陣列的位置和激勵(lì)權(quán)值進(jìn)行優(yōu)化,仿真結(jié)果表明,該算法具有更好的柵瓣抑制效果;針對(duì)陣元位置誤差等擾動(dòng)帶來(lái)的陣列流型失配問(wèn)題,給出了一種穩(wěn)健的柵瓣抑制算法,引入陣列流型失配校正,重構(gòu)穩(wěn)健條件下的凸優(yōu)化模型,能夠得到穩(wěn)健的陣列優(yōu)化權(quán)值和陣列優(yōu)化布局。(4)研究了機(jī)載分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制。以機(jī)載三維陣列為模型,進(jìn)行輻射性能分析,仿真結(jié)果表明,分布式三維陣列在主瓣寬度、方向性系數(shù)、交叉極化等輻射性能方面優(yōu)于圓環(huán)陣面和圓錐陣面;給出了一種基于最大輻射角度的子陣劃分方法,減少工作陣元的數(shù)量,降低陣列天線的能量消耗;將多目標(biāo)離散粒子群與凸優(yōu)化相結(jié)合,進(jìn)行陣元工作狀態(tài)和主副瓣約束的多目標(biāo)優(yōu)化,通過(guò)優(yōu)化陣列布局,實(shí)現(xiàn)約束工作陣元個(gè)數(shù)下的方向圖旁瓣抑制;在混合優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上,設(shè)定初始陣元狀態(tài)作為種群偏好解,增加了粒子尋優(yōu)的多樣性。
【關(guān)鍵詞】：方向圖綜合 三維陣列 分布式陣列 粒子群優(yōu)化 凸優(yōu)化 旁瓣抑制 柵瓣抑制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN820.15
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 課題背景與研究意義15-17
• 1.1.1 課題背景15-16
• 1.1.2 研究意義16-17
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.1 三維陣列天線輻射方向圖綜合研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.2 分布式陣列方向圖綜合研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容19-22
• 第二章 陣列天線輻射方向圖綜合的建模與分析22-36
• 2.1 引言22
• 2.2 陣列天線輻射方向圖綜合的基本模型22-27
• 2.2.1 陣列天線的輻射方向圖22-24
• 2.2.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換24-27
• 2.3 陣列天線輻射方向圖綜合算法27-28
• 2.3.1 方向圖綜合流程27
• 2.3.2 方向性系數(shù)最大的方向圖綜合算法27-28
• 2.4 陣列天線輻射方向圖影響因素分析28-35
• 2.4.1 陣元類型28-31
• 2.4.2 子陣間距31-32
• 2.4.3 陣元分布模型32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 三維陣列方向圖的旁瓣抑制36-53
• 3.1 引言36
• 3.2 多目標(biāo)優(yōu)化36-38
• 3.2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題36-37
• 3.2.2 多目標(biāo)優(yōu)化算法37-38
• 3.3 粒子群算法38-39
• 3.3.1 粒子群算法的基本原理38-39
• 3.3.2 粒子群算法的基本流程39
• 3.4 MOPSO算法實(shí)現(xiàn)三維陣列方向圖旁瓣抑制39-45
• 3.4.1 算法流程39-42
• 3.4.2 目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造42-43
• 3.4.3 仿真分析43-45
• 3.5 改進(jìn)的MOPSO實(shí)現(xiàn)三維陣列方向圖旁瓣抑制45-47
• 3.5.1 算法思想45-46
• 3.5.2 仿真分析46-47
• 3.6 凸優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)三維陣列方向圖旁瓣抑制47-51
• 3.6.1 凸優(yōu)化問(wèn)題47-49
• 3.6.2 低旁瓣方向圖綜合的凸優(yōu)化模型49-50
• 3.6.3 仿真分析50-51
• 3.7 本章小結(jié)51-53
• 第四章 分布式線陣方向圖的柵瓣抑制53-67
• 4.1 引言53
• 4.2 分布式陣列柵瓣特性53-55
• 4.3 MOPSO算法實(shí)現(xiàn)分布式線陣方向圖柵瓣抑制55-58
• 4.4 改進(jìn)的粒子群-凸優(yōu)化混合算法實(shí)現(xiàn)分布式線陣方向圖柵瓣抑制58-62
• 4.4.1 算法流程58-60
• 4.4.2 仿真分析60-62
• 4.5 抗陣列流型失配的穩(wěn)健柵瓣抑制算法62-66
• 4.5.1 凸問(wèn)題形式62-63
• 4.5.2 仿真分析63-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 機(jī)載分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制67-88
• 5.1 引言67
• 5.2 三種機(jī)載陣列的輻射性能分析67-74
• 5.2.1 機(jī)載三維陣列模型67-68
• 5.2.2 輻射性能分析68-74
• 5.3 工作子陣劃分74-77
• 5.3.1 基于最大輻射角度的子陣劃分74-75
• 5.3.2 仿真分析75-77
• 5.4 分布式三維陣列方向圖的旁瓣抑制77-87
• 5.4.1 二進(jìn)制粒子群算法77-78
• 5.4.2 算法流程78-80
• 5.4.3 仿真分析80-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 第六章 結(jié)束語(yǔ)88-90
• 6.1 總結(jié)88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-95
• 致謝95-96
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 涂光鵬;鞏朋成;蔡竟業(yè);朱學(xué)勇;;基于迭代加權(quán)L_1范數(shù)的稀疏陣列綜合[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2015年07期

2 袁飛;楊波;黃中瑞;;基于凸-改進(jìn)遺傳算法的圓陣列方向圖聯(lián)合優(yōu)化[J];火力與指揮控制;2015年01期

3 叢雯珊;陳輝;范偉時(shí);;基于相同子陣的稀疏陣列方向圖綜合算法[J];空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報(bào);2014年06期

4 黃中瑞;劉春生;王s，

本文編號(hào)：878528