一种基于改进的DO算法的阵列天线方向图综合设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进的DO算法的阵列天线方向图综合设计方法，其中改进的DO算法在上升阶段使用的晴天位置更新模型步长更长、搜索区域范围更大，阴雨天位置更新模型步长变小、搜索区域范围很小，局部搜索能力更强，提高了求解时的全局搜索和局部搜索的能力，避免了解决方案陷入局部最优，加快了算法收敛；在着陆阶段引入非线性步长控制因子δ，避免了因该阶段步长过大而跨过最优值的情况，并能使算法在后期快速收敛到全局的最优解，实现了整个收敛过程的动态控制和平衡。本发明专利技术的设计方法可快速高效地获得满足主瓣宽度不展宽且副瓣电平低、且在指定位置方向形成深零点要求的阵列天线方向图。天线方向图。天线方向图。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改进的DO算法的阵列天线方向图综合设计方法


[0001]本专利技术属于移动通信天线设计方法的
，具体涉及阵列天线方向图综合设计方法的


技术介绍

[0002]相比于单个天线，阵列天线增加了信号的相干性，可获得更高的增益，能够弥补单个天线在远距离通信上增益不足的缺点，在现代无线通信系统中发挥着重要的作用。此外，阵列天线还具有更高的方向性、更强的波束控制能力等特性，这些特性使其适用于期望目标的波束形成和深零点定位等应用中。在特定方向产生定向波束，同时保持副瓣电平(SLL)较低，避免辐射功率的分散，是阵列天线方向图合成的一个重要目标；在特定方向形成深零点，以消除干扰信号的影响，也是阵列天线方向图合成的重要目标。
[0003]在移动通信天线方向图设计领域，采用如蝗虫优化算法、蚁狮优化算法等进化算法来求解天线方向图综合问题时，如果在目标方向放置深零点，副瓣电平则会相应地升高或者主瓣宽度出现展宽，无法满足副瓣电平和深零点都达到理想的设计要求，且该类算法在优化的中后期缺乏探索，容易陷入局部最优，出现目标方向图的副瓣电平增高或者深本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的DO算法的阵列天线方向图综合设计方法，其特征在于，其包括：设置含有设计目标的阵列天线方向图综合设计模型；通过改进的DO算法获得所述设计模型在所述设计目标下的最优解决方案；其中，所述设计目标为：在保证阵列天线主瓣宽度不变的情况下，在其副瓣区形成低于期望值的副瓣电平，并在指定位置方向形成深零点；所述改进的DO算法包括在原DO算法的上升阶段、下降阶段及着陆阶段分别使用如下的蒲公英个体位置更新模型：X
t+11
＝X
t
*kX
t+12
＝X
t
+α*v
x
*v
y
*lnY*(X
s
‑
X
t
)X
t+1
＝X
t
‑
α*β
t
*(X
mean_t
‑
α*β
t
*X
t
)X
t+13
＝X
elite
+levy(λ)*α*(X
elite
‑
X
t
*δ)其中，k＝1
‑
rand()*qrand()*qrand()*qv
x
＝r*cosθv
y
＝r*sinθX
s
＝rand(1,Dim)*(UB
‑
LB)+LBX
t+11
、X
t+12
分别表示上升阶段中晴天和阴雨天状态下更新后的蒲公英个体的位置，其对应的计算模型分别为晴天位置更新模型和阴雨天位置更新模型，X
t
表示蒲公英个体更新前的位置即第t次迭代时蒲公英个体的当前位置，k表示晴天状态下蒲公英个体的位置更新步长参数，t表示迭代次数，T表示最大迭代次数，rand()表示0
‑
1之间的随机数，q表示根据迭代次数与最大迭代次数求得的控制步长的因子，α表示调整步长的参数，v
x
与v
y
分别表示蒲公英个体在上升阶段的升力分量系数，θ表示[
‑
π，π]之间的随机数，e表示自然常数，r表示上升的涡旋距离，y表示服从N(0,1)的标准正态分布的随机数，rand(1，Dim)表示在0
‑
1之间的1行Dim列的随机矩阵，Dim表示待求解问题的维数，X
s
表示第t次迭代时在搜索域中随机选择的蒲公英个体位置，UB和LB表示解空间的上边界和下边界，X
mean_t
表示经上升阶段位置更新后的蒲公英种群的当前平均位置，β
t
表示布朗运动的随机函数值，X
i
表示第i个蒲公英的位置，X
t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘燕，李建辉，张亚明，赵婉茹，朱天宁，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：