基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线优化方法研究

为了提高电力巡检无人机的电磁检测性能,提出了一种基于无人机电力巡检的椭圆稀布阵列天线优化方法。阵列天线的阵列单元稀布排列,能够在保证阵列天线性能的同时,减少阵列单元的数目,从而减少馈电单元的数目。每个阵列单元等幅馈电,可以有效降低馈电网络设计的复杂程度,这些都能够在一定程度上降低阵列天线的功耗,提高无人机的巡检时间。利用改进智能优化算法,通过优化阵列单元的位置,使方向图的最高旁瓣电平(peak sidelobe level,PSLL)尽量低,因此文中设计的阵列天线具有较低的最高旁瓣电平,从而具有很好的环境抗干扰能力。仿真结果表明,在给定阵列单元数目、最小间距约束和阵列天线尺寸的情况下,提出的方法能够有效降低阵列天线方向图的最高旁瓣电平,对具有41个阵列单元的椭圆阵列天线进行优化,优化后的阵列天线方向图的最高旁瓣电平在-24dB以下。

风驱动优化的共享孔径方向图综合

针对共享孔径阵列天线,基于一种新型的全局优化算法——风驱动优化,提出了一种新的共享孔径方向图综合方法。首先,设计两阵列相邻阵元的间距约束条件,将两个子阵波束图的最高旁瓣电平作为优化目标。然后,在约束公式条件下,先后确定子阵1和子阵2阵列单元的初始坐标,通过利用风驱动算法优化两子阵单元坐标位置来降低旁瓣电平,实现不同频率的共享孔径阵列天线设计。最后,通过与粒子群算法和传统SMI算法对比,验证了该算法在共享孔径方向图中的可行性和有效性。

基于改进差分进化算法的时间调制阵列多波束优化形成

提出了一种基于时间调制阵列的数字多波束形成方法。时间调制阵列会产生基波分量和各次谐波分量,通过调整各个单元的控制时序,实现谐波分量的幅度和相位综合,可以在正负第一次谐波处实现期望方向的波束形成。同时采用改进差分进化算法来优化控制时序,进一步降低最大旁瓣电平,实现两个指向不同的数字波束的设计。最后通过与时间调制阵列波束形成和基于基本差分进化算法的时间调制阵列波束形成对比,验证了该算法在数字多波束形成中的可行性和有效性。

圆形稀布阵列天线综合

将智能优化算法应用到圆形阵列天线综合当中,介绍了圆形稀布阵列天线的设计方法,利用入侵杂草算法优化阵列单元的位置,得到旁瓣电平尽量低的方向图。文章介绍的方法不但能够对相邻阵列单元的最小间距、阵列天线孔径尺寸和阵列单元数目进行限制,而且能够降低圆形稀布阵列天线优化过程的复杂程度。