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模拟退火粒子群算法的同心圆阵稀疏优化设计

空军工程大学学报（自然科学版） 2015年第6期16卷 42-45页

作者：王倩王布宏李龙军刘通空军工程大学信息与导航学院西安710077

提出一种基于模拟退火粒子群算法(SAPSO)的同心圆阵稀疏优化方法,该方法以同心圆阵阵元位置为优化参量,以第一零点波束宽度和峰值旁瓣电平为优化目标,结合了模拟退火算法和粒子群算法的优点,提高了算法的收敛速度,具有摆脱局部最优的能... 详细信息

提出一种基于模拟退火粒子群算法(SAPSO)的同心圆阵稀疏优化方法,该方法以同心圆阵阵元位置为优化参量,以第一零点波束宽度和峰值旁瓣电平为优化目标,结合了模拟退火算法和粒子群算法的优点,提高了算法的收敛速度,具有摆脱局部最优的能力。仿真结果表明,相比于目前常用的4种优化算法,相同迭代次数下,该方法收敛迭代次数最小,且在约束同心圆阵第一零点波束宽度的同时得到的稀疏同心圆阵具有最低的峰值旁瓣电平。

关键词：同心圆阵模拟退火粒子群算法旁瓣电平

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基于同心圆阵的频控阵波束形成

微波学报 2021年第S1期37卷 262-265页

作者：岳爽缪晨吴文南京理工大学近程高速目标探测技术国防重点学科实验室南京210094

不同于传统的相控阵,频控阵可以形成具有距离和角度依赖性的发射波束,近年来受到广泛的关注和研究。但是关于频控阵的研究主要集中在均匀线阵和均匀矩形阵上。基于均匀线阵的频控阵其发射波束存在距离和角度耦合问题,现存的解耦合的方... 详细信息

不同于传统的相控阵,频控阵可以形成具有距离和角度依赖性的发射波束,近年来受到广泛的关注和研究。但是关于频控阵的研究主要集中在均匀线阵和均匀矩形阵上。基于均匀线阵的频控阵其发射波束存在距离和角度耦合问题,现存的解耦合的方法都是使用非线性频偏来解决耦合问题,但是非线性频偏不利于工程的实现。均匀圆阵因其结构的特殊性,可以实现360°的水平角的扫描,以及二维的DOA估计,也因其结构的特殊性,使得发射波束不存在像线阵那样距离和角度耦合的问题。因此本文提出基于同心圆阵的频控阵波束形成方法,利用同心圆结构阵列,实现频控阵的波束在目标点处聚焦。相比于其他解耦合方法,该方法使用线性频偏就可以在目标点处实现波束聚焦且具有良好性能。仿真结果表明,本文提出的方法可有效实现波束在特定时刻在目标点处进行聚焦,且具有较窄的波束宽度。

关键词：频控阵同心圆阵波束聚焦

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共享孔径同心圆阵稀疏交错优化布阵方法

电信科学 2023年第2期39卷 145-156页

作者：谷志刚李龙军胡继宽空军通信士官学校辽宁大连116600 中国人民解放军94923部队福建南平354300

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下,如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率,通过孔径的空分复用,设计出子阵稀疏交错分布的... 详细信息

同心圆阵列天线具有波束对称、360°方位角扫描、抗干扰能力强等优点,被广泛应用于星载、机载、舰载雷达及飞机声呐等领域。在天线孔径有限的情况下,如何进一步提高同心圆阵的孔径利用率,通过孔径的空分复用,设计出子阵稀疏交错分布的多功能同心圆阵列天线,具有较大的研究价值。利用均匀同心圆阵列天线激励与方向图函数存在二维傅里叶-贝塞尔变换关系,基于二维三次插值和密度加权,提出了一种同心圆阵稀疏交错优化布阵的方法。该方法通过对均匀同心圆阵列天线方向图采样值的频谱能量进行分析,采用三次插值的方法,实现了同心圆天线阵列方向图函数到同心圆阵元激励能量的映射转换;基于密度加权的原理,对排序后归一化阵元激励的奇偶交错选取,使得稀疏交错子阵方向图频谱能量均分匹配,实现了同心圆阵的稀疏交错优化布阵设计。仿真结果表明,该方法得到的交错子阵天线具有峰值旁瓣电平低、主瓣宽度窄且方向图性能近似程度高的优点,有效解决了同心圆阵列天线稀疏交错优化布阵的设计难题,实现了两子阵交错的共享孔径多功能同心圆阵列天线设计。

关键词：同心圆阵共享孔径稀疏交错阵三次插值密度加权

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频控阵关键技术研究

频控阵关键技术研究

作者：岳爽南京理工大学

学位级别：硕士

频控阵能够形成与角度、距离、时间相关的时变波束,克服了传统相控阵波束不包含距离和时间变量的缺点,带来了很多独特的应用优势,但是传统的频控阵存在距离-角度耦合问题。为解决波束耦合问题,本文提出了基于均匀圆阵结构和均匀同心圆... 详细信息

频控阵能够形成与角度、距离、时间相关的时变波束,克服了传统相控阵波束不包含距离和时间变量的缺点,带来了很多独特的应用优势,但是传统的频控阵存在距离-角度耦合问题。为解决波束耦合问题,本文提出了基于均匀圆阵结构和均匀同心圆阵结构的频控阵波束优化算法,只采用线性频偏即可解决波束距离角度耦合问题,且波束性能优越。本文主要研究内容和创新点如下:1、分析了频控阵的基本原理和其波束特性,讨论了频控阵波束关于距离、角度以及时间变量的周期特性。通过数学理论推导,分析了频控阵出现距离-角度耦合的原因,并说明了解决耦合问题的思路。2、讨论了解决波束耦合问题的方法。首先分析了基于优化频偏方式的波束去耦合方法,包括:对数频偏法、幂指数频偏法、基于遗传算法的去耦合方法、多载波模式解耦合算法等。然后分析了基于阵列结构的频控阵去耦合方法,讨论了利用均匀圆阵频控阵解波束耦合的优点,最后为了优化圆阵结构频控阵的波束性能,提出了基于多载波模式的均匀圆阵频控阵的波束优化方法。3、讨论了同心圆频控阵的波束优化算法,分析了同心圆频控阵的优点。为了进一步优化波束性能,提出了基于改进的同心圆频控阵波束优化方法和多载波模式的同心圆频控阵波束优化方法来优化波束在距离维上的性能,并提出等阵元数的同心圆频控阵波束优化方法来优化波束在角度维上的性能。理论及仿真结果表明,本文提出的基于均匀圆阵结构和同心圆阵结构的频控阵波束形成与优化算法利用线性频偏就可以很好地解决耦合问题以及实现波束聚焦功能,克服了传统方法必须利用非线性频偏才能实现波束聚焦的缺点。波束性能对比结果表明,本文提出的这一系列波束形成与优化方法所形成的波束性能优越。

关键词：频控阵距离-角度耦合同心圆阵波束聚焦