基于FFT的阵列方向图快速计算

分析了等距线阵方向图与傅立叶变换的一致性,用FFT算法进行阵列方向图快速计算。通过严格的数学推导,揭示变换序列与可见空间的关系,讨论了不同单元间距情况下的处理方法。文中结合实例,阐述了FFT算法在阵列方向图计算中的应用技巧,如扫描处理方法、指向分辨精度和边缘数据点估计,并指出用FFT算法计算阵列方向图其运算速度可提高一个数量级以上。

一种基于牛顿下山法的宽带阵列方向图综合算法

基于自适应迭代理论,提出了一种应用于宽带阵列方向图综合的权函数迭代算法.该算法将方向图函数作为目标函数,利用牛顿迭代法的二次收敛特性,自动迭代权函数,使其模值逼近参考方向图.仿真结果表明,所提出算法能够很好地达到主瓣恒定、旁瓣降低的预设指标.

阵列方向图综合的一些方法

介绍了几种常用的阵列方向图综合方法。切比雪夫阵列在指定的副瓣电平下主瓣宽度最窄,在指定的主瓣宽度下副瓣电平最低;相位控制技术通过控制阵列各单元的相位实现波束的指向变化;最后介绍了遗传算法并利用遗传算法优化了8元线阵,将其相对副瓣电平抑制到了-50dB。

基于凸优化的宽带阵列方向图综合算法

针对宽带任意阵列天线的方向图综合问题,提出了基于凸优化及其求解软件的方向图综合方法。其中针对宽带最低旁瓣方向图综合问题的特殊性,利用了凸优化的优良数值求解特性,以及最新的凸优化求解软件cvx对任意阵列天线的宽带最低旁瓣方向图综合算法进行了有效的建模和求解,获得了满足给定要求的宽带综合方向图。并通过详细的仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性,而且优于当前提出的迭代算法。

幅相误差对二维阵列方向图的影响分析

相控阵天线一般采用数字移相器完成相位的调整,移相器的量化过程给波束的形成带来量化误差,同时工艺制造偏差、阵元及其他元器件故障等因素会给幅度和相位带来随机误差。在对二维阵列因子及阵列方向图误差进行建模,以及对量化误差、随机误差分析的基础上,说明了幅相误差的相关参数对平面相控阵天线副瓣电平、阵列方向图等有较大影响,并对量化相位以及阵列方向图进行了仿真验证,给出了参数取值的合理范围。

基于近场旋转技术的共形阵列天线方向图高效计算方法

文中提出了一种基于近场旋转技术的新型共形阵列天线方向图快速计算方法。首先,首次根据共形载体信息对单个特定天线单元近场封闭表面上的电场、磁场和采样点位置进行坐标旋转变换,进而得到其在全局坐标系下近场封闭面上的电场和磁场。然后,基于谢昆诺夫等效原理计算单个天线单元的等效电流和磁流及其所产生的辐射场,并遍历共形阵所有单元计算其在全局坐标系下的辐射场。进一步地,将全局坐标系下所有单元方向图进行矢量叠加得到共形阵列天线的远区总场。最终,通过两个具有不同载体平台与不同阵元的共形阵列天线方向图算例,并与全波仿真以及基于远场旋转技术的计算方法相比较,验证了所提出方法相较于远场旋转技术在计算精度与效率上的优势。

基于DFT通过采样远场方向图来确定阵列分布

利用天线阵列分布及其相应的阵列方向图与离散傅里叶变换对之间在数学上的同构,对不同空间角度上阵列方向图的采样值进行离散傅里叶变换(DFT)来重新确定天线阵列的激励分布。

增加主瓣增益控制的阵列天线方向图综合遗传算法

阵列天线方向图综合是针对阵列天线方向图进行的相关研究中的一项基础性的研究内容;不同的应用场景中不仅需要设计形式不同的天线阵列,更需要阵列天线方向图并根据不同的性能参数指标要求进行分析优化,从而获得符合使用要求的阵列方向图;针对传统阵列天线方向图综合算法在方向图综合过程中未考虑主瓣增益约束的问题,提出了一种用于阵列天线方向图综合的改进遗传算法;在经典遗传算法的基础上设计了新的适应度函数以满足特殊情况下对主瓣增益进行约束的需求;并在算法计算过程中增加了精英保留策略,设计了随进化代数改变的交叉、变异概率;经仿真实验,结果表明所提算法能够在阵列天线方向图综合时在保证主瓣方向上的增益满足要求的同时可以获得相对低的副瓣电平水平。

可变倾角连续断面节阵列天线方向图理论模型研究

针对可变倾角连续断面节阵列(VICTS)天线波束扫描和盘面转动角度之间的非线性关系的计算难题,提出一种基于动态坐标系的VICTS天线方向图理论模型,相比于已有的方向图计算方法,该模型实现任意幅度分布与阵列口径的VICTS天线方向图计算,并在近零的盘面转动角度也能实现高精度.波束指向的理论计算结果与全波仿真结果一致,验证该理论模型的有效性和准确性,有效地解决VICTS天线动态和非线性的波束控制难题.

自适应动态Meta粒子群优化算法综合多方向图共形阵列

基于全波仿真得到的广义阵元有源方向图,该文提出一种用于综合多方向图共形阵列的新方法:自适应动态Meta粒子群优化(ADMPSO)算法。在传统Meta粒子群优化(MPSO)算法基础上,定义了优势子群和非优子群的概念,并通过植入非优子群裁减、优势子群规模膨胀以及惯性权重自适应更新等机制,实现了优化过程中多子群的自适应动态调整,全面提高了算法性能。ADMPSO成功用于12元微带锥面共形阵列非赤道面的多方向图综合,综合过程考虑了由共形载体导致的阵元极化指向各异特征,在公共激励存在约束情况下,使阵列同时实现了笔形、平顶,以及余割平方波束总功率方向图,其与该阵列全波数值仿真完全吻合,优化结果和收敛速度相比于其他算法均有显著改善。

基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计

针对传声器规则阵列因均匀采样间隔导致的空域混淆问题,提出一种基于改进遗传算法的传声器随机阵列优化设计方法。经过仿真分析,优化后24元随机阵列在保持主瓣性能的同时,有效抑制了旁瓣的增益。与均匀阵列相比,采用设计的遗传算法对阵列布局进行优化设计后可获得更好的旁瓣抑制和阵列增益。

零点约束的有向阵元圆阵方向图最优综合

圆形阵列由于可实现全空间无模糊的波束扫描而得到广泛应用。给出了基于最小均方误差准则下有向阵元均匀圆阵的最佳方向图综合方法。在无约束和带零点约束两种情况下,分别给出了相应最优权值的求解公式。由于圆形阵列具有较高的近轴旁瓣电平,通过对主波束附近的旁瓣增加零点约束条件来达到降低近轴旁瓣电平的目的。研究表明,不同零点约束会对旁瓣电平有明显的影响,合适的零点位置能明显改善方向图的近轴性能。该方法简单易行,适合在圆形相控阵天线中使用。仿真给出了对近轴旁瓣电平改善最明显的零点位置。

基于半定规划的阵列天线方向图旁瓣抑制

基于半定规划理论提出了一种新的阵列天线方向图旁瓣抑制算法。与传统旁瓣抑制方法不同,该方法通过合理设计优化准则,避免了在凸优化问题建模过程中引入近似,保证了波束形成器的最优性;并且使得在压低旁瓣的同时,可准确控制信噪比增益和主瓣宽度到期望的范围之内。该方法对阵列流形没有限制,计算机仿真结果验证了其有效性。

基于凸优化及其求解软件的最低旁瓣方向图综合算法

针对任意阵列天线的方向图综合问题,提出了基于凸优化及其求解软件的方向图综合方法。其中针对最低旁瓣方向图综合问题的特殊性,利用了凸优化的优良数值求解特性,以及最新的凸优化求解软件cvx对任意阵列天线的最低旁瓣方向图综合算法进行了有效的建模和求解,获得了满足给定要求的综合方向图。并通过详细的仿真分析验证了所提方法的正确性和有效性,而且优于当前提出的迭代算法。

SFFT在阵列天线波束展宽技术中的应用

介绍了连续快速傅里叶变换(SFFT),该算法适用于辐射单元周期排列阵列的各种综合问题,尤其对大型阵列综合表述更简捷、性能更优良、计算速度更快。文中讨论了SFFT与交替投影法(APM)之间的关系,指出SFFT能够被视为APM应用于周期阵列综合时的特例。文中将SFFT成功应用于阵列天线方向图因子赋形设计问题,研究表明,该方法高效、实用。

自适应天线阵列研究综述

本文综述了近年来人们对自适应天线系统中天线阵的研究成果，其中包括：自适应天线阵列设计，自适应天线中阵元间互耦的校正和基于自适应天线理论的阵列方向图综合，最后指出了在自适应天线阵列研究方面几个值得进一步探索的问题。

基北斗导航阵列信号的模型构建及仿真

提出一种北斗卫星导航信号模型的构建方法和仿真平台,并使用MATLAB软件构建卫星导航阵列信号的系统模型,以均匀圆阵为研究阵型,分析其相干信号的模型和相位误差模型,并用功率倒置算法进行权值求解和阵列方向图的描绘,验证阵列信号构造的正确性,对阵列信号处理的抗干扰算法研究具有重要意义。

光纤链路相频特性对光控阵列影响的研究

通过光控相控阵列的数值模型和成对回波理论,理论分析并仿真了光路相频特性的波动及其各子阵光路相频特性波动对光控相控阵阵列方向图与脉冲压缩的影响。结果表明光纤链路相频特性对阵列方向图和脉冲压缩存在一定影响,但是由于阵列叠加作用,这种影响可能被削弱。

大型阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵的求解及应用

通过公式推导,给出阵列天线阻抗矩阵和散射矩阵与辐射场之间关系的解析表达式,进而提出一种运用仿真软件HFSS来求解阻抗矩阵和散射矩阵的方法.运用小型阵列的阻抗矩阵来等效大型阵列的阻抗矩阵,将其代入推导所得表达式,实现了大型阵列辐射场的精确计算.基于此辐射场的计算方法,运用遗传算法通过优化各单元的馈电幅度和相位来进行大型阵列方向图的精确综合.以16元微带贴片直线阵列天线为例来对该综合方法的有效性进行评估.实验结果表明,优化后,在精确实现-25°～25°范围内主波束扫描的同时,最大副瓣电平都控制在-18.24dB以下;与均匀阵相比,其半功率波瓣宽度均未展宽,增益损失小于0.85dB;计算结果与HFSS仿真结果基本一致.

阵列形变对阵列输出的影响

阵列是按照一定形状将阵元摆放在平台上的收发装置。当平台受到外力影响发生形变后,阵元的位置就会发生变化,阵列的方向图也会发生变化。为了对发生形变后阵列的方向图变化进行分析,以均匀直线阵列为例对阵列输出的最大信干噪比进行计算分析,发现最大信干噪比下降。并且通过仿真发现阵列形变后的方向图性能下降,主瓣变宽,副瓣抬高,栅瓣增加。