基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法(Teaching Quality Evaluation based Differential Evolution,TQEDE)，与传统差分进化算法相比，改进算法的创新在于其独特的种群生成方式，新的种群生成方法不仅可以利用亚种群内个体之间的差异，还可以利用亚种群和亚种群之间的差异来指导进化方向。对标准测试函数的数值实验验证了TQEDE的有效性，收敛速度加快，解的精度提高；TQEDE在稀布线阵优化中的应用结果表明，TQEDE可以提高天线性能，进一步降低稀布线阵的峰值旁瓣电平。旁瓣电平。旁瓣电平。

【技术实现步骤摘要】
基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法


[0001]本专利技术涉及阵列天线
，尤其涉及一种基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法。

技术介绍

[0002]天线是一种向空间辐射电磁波或接收来自空间的电磁波的装置，广泛应用于生活的许多方面，如雷达、广播、无线通信和深空探测等。随着对天线性能的要求越来越高，如天线需要具有高增益和强定向性，或者能够实现电子扫描，现在单个天线很难达到期望的目标。为了使天线能够实现高增益、低旁瓣、强定向性、电子扫描等功能，阵列天线应运而生。阵列天线是指一种具有阵列形式的天线，它由符合一定规则排列的多个天线单元(阵元)组成，可以根据电磁波的干涉原理和叠加原理产生特殊的辐射特性。
[0003]阵列天线综合是阵列天线领域的重要研究内容之一，引起了研究者的极大兴趣和关注。天线综合是天线分析的逆问题。天线分析是指根据已知的天线结构获得性能参数的过程。相反，天线综合是指根据天线的性能要求来确定天线的结构。线性阵列天线，由于结构简单，成为研究其他形式阵列天线的基础。且与稀疏阵列天线相比，稀布阵列天线具有更高的自由度。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：建立稀布线阵优化模型S101：以降低天线的峰值旁瓣电平为优化目标，结合阵列天线的约束条件对稀布线阵优化，建立优化模型；S2：改进差分进化算法S201：参数初始化，确定种群规模NP、亚种群个数N、权重向量w、缩放因子F、交叉概率Cr，和迭代次数NI；S202：生成亚种群，计算亚种群中个体的适应度值；S203：根据种群规模NP以及高分个体、优秀个体、及格个体的额定比例，确定高分、优秀、及格的标准；S204：计算每个亚种群的评估指标；S205：根据所述权重向量w以及计算出的评估指标，计算每个亚种群的评估得分；S206：根据评估得分，确定每个亚种群产生的新个体数量，并生成新个体；S207：比较父代个体与新生成个体的适应值，选择较好的一个传递到下一代种群中；S208：判断是否满足终止条件，若满足，则算法终止；否则，执行S209；S209：将所有亚种群中的新个体融合到一起，并重新划分成N个新亚种群；返回到步骤S203，开始下一次迭代；S3：采用改进差分进化算法求解所述稀布线阵优化模型，通过比较，验证该改进差分进化算法。2.根据权利要求1所述的基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法，其特征在于：步骤S101中所述峰值旁瓣电平计算方法如下：对于有2N+1个阵元的线阵，可通过式(1)来计算阵因子AF：而对于有2N个阵元的线阵，其阵因子AF由式(2)计算：其中，k表示波数，且k＝2π/λ，λ是波长；u＝sinθ，x
n
是第n个阵元的位置坐标；阵列天线中，峰值旁瓣电平越小，能量将越集中在主波束方向，天线性能越优，其计算公式为：其中，AF
max
表示主瓣区域的最大电平值，AF(u
s
)表示除主瓣区域以外其他区域的电平值。3.根据权利要求1所述的一种基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法，其特征在于：步骤S101中对稀布线阵建立的优化模型为：
其中，d
c
为最小阵元间隔，通常d
c
＝0.5λ，N是阵元总数的一半，L是阵列孔径的一半。4.根据权利要求1所述的一种基于改进差分进化算法的稀布线阵优化方法，其特征在于：步骤S204中每个亚种群的评估指标包括高分率r
h
、优秀率r
g
、及格率r
p
三个评估指标，其计算公式为：其中，r
h
、r
g
、r
p
分别表示高分率、优秀率、及格率；n
h
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭健，张峰干，伍宗伟，姚敏立，侯榜焕，赵建伟，朱丰超，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：