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、無線通信和電子對抗等領(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)化問題。近年來，遺傳算法由于其優(yōu)異的全局搜索性能且對目標函數(shù)無可微和連續(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的函數(shù)優(yōu)化性能。 本文對免疫算法在

2、陣列天線方向圖綜合中的應(yīng)用方面進行了研究。對旁瓣抑制和零點生成進行了討論，并對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的研究；結(jié)合免疫算法和混沌優(yōu)化各自優(yōu)點，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，運用免疫算法對直線陣和矩形陣進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的早熟現(xiàn)象。文中采用免疫算法分別對直線陣和矩形陣的陣元間距、激勵幅度和相位進行了優(yōu)化，并根據(jù)指標要求實現(xiàn)了對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.免疫算法對方向圖綜合效果優(yōu)于遺傳算法，并且處理的優(yōu)化問題越復(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，對同一問題還采用遺傳算法進行了仿真。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)。對陣列天線方向圖函數(shù)進行采樣，采用適合計算機和免疫算法運算的離散化函數(shù)，用矩陣運算替代了循環(huán)迭代，提高了計算的效率，并在仿真中得到驗證；將矩形稀疏陣方向圖函數(shù)改寫成只有兩個變量的克羅內(nèi)克積形式，特別適合Matlab運

5、算，同時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，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有“規(guī)律”的隨機性對免疫算法的全局搜索性能進行進一步的優(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)