基于免疫算法的陣列天線方向圖綜合.pdf

1、陣列天線廣泛應(yīng)用與雷達(dá)、無(wú)線通信和電子對(duì)抗等領(lǐng)域，方向圖綜合作為陣列天線的關(guān)鍵技術(shù)，在抗干擾、截獲率和參數(shù)估計(jì)等方面有著重要的作用。陣列天線方向圖函數(shù)的最優(yōu)化是一種非線性優(yōu)化問(wèn)題。近年來(lái)，遺傳算法由于其優(yōu)異的全局搜索性能且對(duì)目標(biāo)函數(shù)無(wú)可微和連續(xù)性等條件的限制，廣泛應(yīng)用于陣列天線綜合領(lǐng)域。免疫算法是近年來(lái)出現(xiàn)的一種與遺傳算法相似，基于智能搜索的全局優(yōu)化技術(shù)，有學(xué)者研究表明免疫算法有著比遺傳算法更強(qiáng)的函數(shù)優(yōu)化性能。 本文對(duì)免疫算法在

2、陣列天線方向圖綜合中的應(yīng)用方面進(jìn)行了研究。對(duì)旁瓣抑制和零點(diǎn)生成進(jìn)行了討論，并對(duì)其中的超低副瓣天線陣和稀疏陣列的低副瓣控制作了詳細(xì)的研究；結(jié)合免疫算法和混沌優(yōu)化各自優(yōu)點(diǎn)，提出了多映射混沌免疫算法并將其應(yīng)用到陣列天線綜合中，取得了很好的優(yōu)化效果。 本文在理想條件下，運(yùn)用免疫算法對(duì)直線陣和矩形陣進(jìn)行了方向圖綜合的仿真，得到如下結(jié)論： 1.免疫算法是陣列天線方向圖綜合的有效方法。 免疫算法是一種啟發(fā)式的高效智能仿生算法，

3、它采用分散和獨(dú)立搜索方式保證群體的多樣性，從而避免了遺傳算法單一搜索模式帶來(lái)的早熟現(xiàn)象。文中采用免疫算法分別對(duì)直線陣和矩形陣的陣元間距、激勵(lì)幅度和相位進(jìn)行了優(yōu)化，并根據(jù)指標(biāo)要求實(shí)現(xiàn)了對(duì)副瓣電平的有效控制、超低副瓣的生成及在指定角度生成指定零深的零陷。 2.免疫算法對(duì)方向圖綜合效果優(yōu)于遺傳算法，并且處理的優(yōu)化問(wèn)題越復(fù)雜，效果越明顯。 本文為了更客觀的研究免疫算法應(yīng)用于方向圖綜合的效果，對(duì)同一問(wèn)題還采用遺傳算法進(jìn)行了仿真。結(jié)

4、果表明，采用免疫算法綜合后的方向圖明顯優(yōu)于采用遺傳算法的，并且當(dāng)陣元的數(shù)目越多或方向圖函數(shù)的形式越復(fù)雜，免疫算法的優(yōu)越程度表現(xiàn)的就越明顯。 3.采用了離散化陣列天線方向圖函數(shù)和克羅內(nèi)克積形式的矩形稀疏陣列方向圖函數(shù)。對(duì)陣列天線方向圖函數(shù)進(jìn)行采樣，采用適合計(jì)算機(jī)和免疫算法運(yùn)算的離散化函數(shù)，用矩陣運(yùn)算替代了循環(huán)迭代，提高了計(jì)算的效率，并在仿真中得到驗(yàn)證；將矩形稀疏陣方向圖函數(shù)改寫(xiě)成只有兩個(gè)變量的克羅內(nèi)克積形式，特別適合Matlab運(yùn)

5、算，同時(shí)也提高了算法的搜索效率。 4.融合混沌優(yōu)化和免疫算法各自的優(yōu)勢(shì)，提出了多映射混沌免疫算法。 用混沌序列的遍歷性和混沌擾動(dòng)有“規(guī)律”的隨機(jī)性對(duì)免疫算法的全局搜索性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，使用了兩種不同規(guī)則的混沌序列完成免疫算法中不同階段的抗體生成，保證抗體群具有足夠的多樣性，使得搜索范圍足夠大，克服了早熟現(xiàn)象；使用了混沌擾動(dòng)與免疫算法自身變異操作相結(jié)合的混合變異方法，提高算法的搜索效率和收斂速度。將多映射混沌免疫算法應(yīng)