[發明專利]基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法

在審

• 申請號: 202010760077.4
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112100701A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 孫光才;宋自陽;向吉祥;楊軍;邢孟道
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/27;G06N3/12;G06F111/04;G06F111/08
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，包括：

S1：獲取二維天線陣列并初始化所述二維天線陣列參數；其中，所述二維天線陣列包括若干子陣；

S2：根據所述二維天線陣列參數創建種群，并初始化遺傳算法參數；其中，所述種群包括所述子陣的方位向間隔染色體集合和俯仰向間隔染色體集合；

S3：根據所述二維天線陣列參數和所述遺傳算法參數構造適應度函數，并計算每個染色體的適應度值；

S4：根據所述每個染色體的適應度值對所述種群進行遺傳迭代，并更新所述每個染色體的適應度值；

S5：重復步驟S4，直至滿足預設終止條件，得到最優二維天線陣列子陣排布構型。

2.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，所述子陣的排布方式滿足：

所述子陣在方位向上的任意位置進行排布，所述子陣在俯仰向上均勻的分布在n條線上，且各相鄰子陣之間不出現交叉重疊。

3.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，所述方位向間隔染色體集合和俯仰向間隔染色體集合中的每個基因均采用實值編碼。

4.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，所述子陣的方位向間隔染色體集合的表達式為：

其中，p₁₁＜p₁₂＜…＜p_1m，p₂₁＜p₂₂＜…＜p_2m，···，p_n1＜p_n2＜…＜p_nm，G_a表示二維陣列方位向子陣之間的間隔總和，r_ij表示[0,1]區間上的隨機數，m表示天線方位向子陣數目，n表示天線俯仰向子陣數目；

所述子陣的俯仰向間隔染色體集合的表達式為：

Q＝[q₁ q₂ … q_n]＝G_e×[r₁ r₂ … r_n]；

其中，q₁＜q₂＜…＜q_n，r_i表示[0,1]區間上的隨機數，G_e表示二維陣列俯仰向子陣之間的間隔總和。

5.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，在步驟S2之后，還包括：

將所述方位向間隔染色體集合轉換成行向量，并與所述俯仰向間隔染色體集合拼接成一維染色體集合。

6.根據權利要求1所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，根據所述二維天線陣列參數和所述遺傳算法參數構造適應度函數，包括：

構造子陣的天線方向圖；

根據所述子陣的天線方向圖得到二維分布式陣列天線方向圖；

以降低分布式陣列的峰值旁瓣電平為優化目標，根據所述二維分布式陣列天線方向圖構造適應度函數。

7.根據權利要求6所述的基于遺傳算法的二維分布式天線子陣位置優化方法，其特征在于，所述適應度函數的表達式為：

F(θ)＝max{20log₁₀[G_T(u)/max(G_T(θ))]}；

其中，F(·)表示適應度值，G_T(·)表示二維分布式陣列天線方向圖，θ表示入射信號的方位角，u的取值范圍是θ中除主瓣以外的區域。