發(fā)布時間：2018-01-15 05:30

  本文關(guān)鍵詞：基于有源單元方向圖方法的陣列天線綜合　出處：《電子科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 陣列天線 有源單元方向圖 智能優(yōu)化算法 稀疏線性陣列天線

【摘要】：在分析陣列天線的輻射特性時,陣列單元間的互耦是不可忽略的。有源單元方向圖方法是近年來在陣列天線設(shè)計中運用的比較廣泛的一種方法,可以有效的將互耦對陣列天線輻射特性的影響考慮在內(nèi)。陣列天線的綜合是一個有眾多變量以及各種限制條件下的優(yōu)化問題。這類問題在大多情況下呈現(xiàn)出不可微、甚至不連續(xù)的特性,其方向圖參數(shù)的優(yōu)化是一種非線性優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的優(yōu)化方法多數(shù)是基于梯度尋優(yōu)方法或者隨機搜索方法。共軛梯度法收斂速度較快,但要求目標函數(shù)可微、連續(xù),而且目標參數(shù)有限；隨機搜索法雖然無需計算梯度,但是效率太低,而且容易陷入局部最優(yōu)。近些年發(fā)展起來的智能優(yōu)化算法只要求待解問題是可計算的,并對目標函數(shù)無可微性、連續(xù)性等條件的限制,同時該類算法是一種搜索能力比較強、搜索過程具有一定方向性的隨機搜索算法。本論文主要圍繞有源單元方向圖方法和智能優(yōu)化算法在陣列天線設(shè)計中的應(yīng)用來展開研究,工作分布在第三、四、五章。第三章首先驗證有源單元方向圖方法在分析規(guī)則滿陣的輻射特性時的有效性。然后將其分析一個中型線陣的輻射特性,并運用遺傳算法對陣列單元的激勵電流幅度和相位進行優(yōu)化,綜合出幾種實用的方向圖。第四章提出了一種新的方法,將有源單元方向圖方法運用于稀疏線性陣列天線輻射特性的分析中,仿真結(jié)果證明了這種方法的準確性；為了提高稀疏線陣的綜合效率,對免疫算法進行修正,并將其與前者結(jié)合設(shè)計稀疏線陣。數(shù)值算例證明了設(shè)計方法的有效性與優(yōu)越性。第五章提出了一種新的綜合方法,這種方法將智能優(yōu)化算法有效地運用到大型陣列天線的綜合中,而陣面形狀和單元排布方式可以是任意的。從而彌補了智能優(yōu)化算法在綜合大型陣列天線時的不足,即未成熟收斂。數(shù)值算例證實了這種方法的有效性。
[Abstract]:In analyzing the radiation characteristics of array antenna, the mutual coupling between array elements can not be ignored. Active element pattern method is widely used in array antenna design in recent years. The effect of mutual coupling on the radiation characteristics of array antenna can be taken into account effectively. Array antenna synthesis is an optimization problem with many variables and various constraints. Tiny. Even for discontinuity, the optimization of pattern parameters is a nonlinear optimization problem. Most of the traditional optimization methods are based on gradient optimization method or random search method. Conjugate gradient method converges faster. But the objective function is required to be differentiable, continuous, and the target parameters are limited. Although the random search method does not need to calculate the gradient, the efficiency is too low, and it is easy to fall into the local optimum. The intelligent optimization algorithm developed in recent years only requires that the unsolved problem is computable and has no differentiability for the objective function. At the same time, this kind of algorithm is a kind of search ability. This paper mainly focuses on the active element pattern method and the intelligent optimization algorithm in the array antenna design should be used to carry out the research, the work is distributed in the third and fourth. The third chapter verifies the effectiveness of the active element pattern method in analyzing the radiation characteristics of a regular full array, and then analyzes the radiation characteristics of a medium linear array. Genetic algorithm is used to optimize the amplitude and phase of the exciting current of the array elements, and several practical patterns are synthesized. A new method is proposed in Chapter 4th. The active element pattern method is applied to the analysis of the radiation characteristics of sparse linear array antennas. The simulation results prove the accuracy of this method. In order to improve the synthesis efficiency of sparse linear array, the immune algorithm is modified. A numerical example is given to demonstrate the effectiveness and superiority of the design method. A new synthetic method is proposed in Chapter 5th. This method effectively applies the intelligent optimization algorithm to the synthesis of large array antennas. However, the shape of the array surface and the arrangement of the elements can be arbitrary, which makes up for the deficiency of the intelligent optimization algorithm in the synthesis of large array antennas, that is, immature convergence. Numerical examples show that this method is effective.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN822

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本文編號：1427012