[發明專利]天線陣列布置方法、裝置、計算機設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202110002029.3
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112685805A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 邢振華;王震;許行;徐淼;牟曉琳;武魯曉;楊坤;劉釗
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司泰安供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種天線陣列布置方法，其特征在于，所述方法包括：

以克拉美羅CRLB下界最小為目標優化天線陣列布置，針對坐標定位與波達方向估計，分別確定基于CRLB的優化目標函數；

根據限制區域的形狀與尺寸以及不同天線數目確定所述優化目標函數的約束條件；

通過粒子群算法和遺傳算法聯合的優化算法，對坐標定位確定的天線陣列布置優化和波達方向確定的天線陣列布置優化；

通過對比了矩形、菱形及Y形陣列的定位性能，獲得最優天線陣列布置。

2.根據權利要求1所述的天線陣列布置方法，其特征在于，所述克拉美羅下界由Fisher信息矩陣FIM的逆計算求得，FIM由概率密度函數與時差定位方程推導得到，通過對FIM求逆得到距離r與方位角θ的CRLB分別為：

其中，所述c²為傳播速度，所述為時差估計誤差，所述r⁴為放電源距離，天線陣列布置方式為M、X′、Y′、Z′，與r²呈正比，而與r無關。

3.根據權利要求1所述的天線陣列布置方法，其特征在于，所述針對坐標定位確定的基于CRLB的優化目標函數為：

J＝J₁+J₂+J₃

其中，方位角為J₁為e_CRLB大于e_t的方位角范圍，J₂表示在預置方位角下陰影區域的上邊界為e_CRLB和e_t兩者中的最小值，該參數表征了e_CRLB的整體大小；J₃為e_CRLB的最小值。

4.根據權利要求1所述的天線陣列布置方法，其特征在于，所述針對波達方向確定的基于CRLB的優化目標函數為：

CRLB(φ)＝[G(B,φ)·P]^-1

式中，方位角為俯仰角為θ，計算得CRLB分布不隨方位角變化，隨俯仰角增大而增大，e_θ隨俯仰角增大而減小，和e_θ定位誤差均較小，波達方向確定的優化目標函數采用以下簡單的形式：

5.根據權利要求1所述的天線陣列布置方法，其特征在于，對尺寸為a×b的矩形限制區域，個體采用天線陣元的直角坐標編碼，X＝[x₁,x₂,…,x_M,y₁,y₂,…,y_M]，并滿足以下限制條件：

-a/2≤x_i≤a/2

-b/2≤y_i≤b/2

對半徑為r_c的圓形限制區域，個體采用極坐標方式編碼，并滿足以下限制條件：

0≤r≤r_c