一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法技术

本发明专利技术公开了一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法，首先根据天线发射频率、阵列口径尺寸和阵列单元间距等系统参数建立矩形口径三角网格分布的阵列单元布局；根据用户指定的波束指向角度确定每个单元的相位加权；然后设定幅度加权优化矢量，并初始化幅度加权优化矢量矩阵，采用差分进化算法对幅度加权优化矢量矩阵进行迭代数值优化，直到最佳优化矢量的适应度值低于设定阈值。本发明专利技术很好地解决了矩形口径三角网格平面阵列的数值优化问题，可快速优化出所需的幅度加权矩阵，使阵列二维方向图上的副瓣电平和零陷电平等特征满足指标。

【技术实现步骤摘要】
一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法
本专利技术涉及相控阵的数值优化
，尤其是一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法。
技术介绍
现有技术中，采用遗传算法、粒子群优化算法和差分进化算法等最优化理论去解决阵列天线的数值优化问题，以及解决时间调制阵列的数值优化问题，并取得了大量研究成果。但目前关于阵列数值优化问题的研究成果中，基本上都是用于一维均匀线阵和矩形口径矩形网格平面阵，对矩形口径三角网格阵列进行研究的报道相对较少。在解决矩形口径矩形网格阵列问题的时候，可以把阵列方向性分解为Z方向和Y方向两个相互独立的分量，所以阵列幅度加权矩阵也是Z方向和Y方向两个一维幅度加权矢量的相乘。在数值优化问题中，该思路可以大幅降低运算量，因为它可以将优化矢量的长度由M×N降低为M+N。如果不能突破这种约束，在优化矩形口径三角网格平面阵列的时候，就不能将阵列方向性进行Z方向和Y方向的分解，只能将每一个单元参数列入优化矢量中，将使数值优化的运算量随着阵列单元数目的增加急剧增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据用户输入的系统参数，确定阵列单元的布局形式，生成单元布局矩阵F；(2)根据用户设定的波束主瓣指向角度(θ0,φ0)，确定每个单元的相位加权，得到相位加权矩阵

【技术特征摘要】
1.一种矩形口径三角网格平面阵列天线的方向图数值优化方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据用户输入的系统参数，确定阵列单元的布局形式，生成单元布局矩阵F；(2)根据用户设定的波束主瓣指向角度(θ0,φ0)，确定每个单元的相位加权，得到相位加权矩阵(3)定义幅度加权优化矢量X如下：其中，LX＝MH+NH+2，其中MH＝(MF-1)/2和NH＝(NF-1)/2，而MF是阵列的单元行数，NF是阵列的单元列数；基于幅度加权优化矢量X，根据差分进化算法理论，生成幅度加权优化矢量矩阵Xg如下：其中，Np为用户设定的种群数量，g表示数值优化的代数；(4)采用差分进化算法对优化矢量矩阵Xg进行数值优化，在每一次优化迭代中，都包括变异、交叉和选择三个操作：对优化矢量矩阵Xg进行变异操作，得到变异矢量矩阵Vg；对Xg和Vg进行交叉操作，得到实验矢量矩阵Ug；在Xg和Ug之间进行选择操作，得到下一代的优化矢量矩阵Xg+1；Vg和Ug表示如下：在差分进化算法的选择操作中，将优化矢量Xi,g和实验矢量Ui,g作为目标矢量，并通过目标函数计算两类目标矢量的适应度值，将适应度值较小的目标矢量作为下一代的优化矢量Xi,g+1，该操作是一个循环迭代过程，即i＝1,2,...,NP；在适应度值计算过程中，根据目标矢量Xi,g计算对应的Y方向一维幅度加权矢量AY，以及Z方向一维幅度加权矢量AZ，再根据AY和AZ计算二维幅度加权矩阵A；然后基于幅度加权矩阵A、相位加权矩阵和单元布局矩阵F，计算阵列总体加权矩阵W；根据W计算阵列方向图E，然后根据阵列方向图E计算副瓣电平SLL和零陷电平NPL等方向图特征，并根据方向图特征计算目标矢量的适应度值；(5)将优化矢量矩阵Xg+1中适应度值最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋忠进，崔铁军，陈阳阳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32