[發明專利]基于空間映射的緊耦合陣列天線不等間距優化方法在審

申請號：	202211217297.8	申請日：	2022-10-03
公開（公告）號：	CN115563869A	公開（公告）日：	2023-01-03
發明（設計）人：	顧鵬飛;丁大志;何姿;陳曉威;王建曉;黃佰凡;劉啟輝;曹軍;曹資浩;樊振宏	申請（專利權）人：	南京理工大學
主分類號：	G06F30/27	分類號：	G06F30/27;G06F111/06
代理公司：	南京理工大學專利中心 32203	代理人：	陳鵬
地址：	210094 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于空間映射耦合陣列天線不等間距優化方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于空間映射的緊耦合陣列天線不等間距優化方法，該方法將CMA?ES算法收斂快的特點和MOEA/D算法可以求解多目標最優解的特點結合起來；為了將無法量化的耦合影響代入到優化過程中，使用漸進空間映射，將MOEA/D?CMA?ES算法作為粗模型，全波分析軟件作為細模型，在粗細模型間構建映射關系，將耦合影響通過參數提取的方式代入到優化過程中。該算法只需要幾次迭代映射，即可得到較好的優化效果，大大提高了優化效率。將上述基于不等間隔的緊耦合陣列優化方法應用于一維線陣與二維面陣中，分析不同稀疏率和稀布率下的效果，給出性能較好的不等間隔緊耦合陣列的全波仿真結果并進行分析。

技術領域

本發明屬于陣列天線優化設計技術領域，一種基于空間映射的緊耦合陣列天線不等間距優化方法。

背景技術

緊耦合陣列是一種緊密排布的天線陣列，其利用單元之間的耦合拓展工作帶寬，從而實現天線陣列的超寬帶特性，且與傳統的天線陣列相比，緊耦合陣列天線可以滿足超寬帶相控陣天線寬角掃描的需求，這使其在雷達系統與無線通訊系統中被廣泛應用。

與等間隔陣相比，稀布陣具有更高的自由度，可以顯著降低副瓣電平，并且使用相同數量的陣元可以布局更大的陣列口徑，從而在不增加T/R組件的前提下抬高低頻增益，降低制作成本。但在緊耦合陣列中，要求相鄰陣元之間具有強耦合效應，并且需要保證電流片的連續性，故陣元之間無法隔斷，即無法實現在口徑內隨機位置排布，這給稀布陣在緊耦合陣列中的應用增加了難度。

對緊耦合陣列排布方式的優化存在著如下的挑戰：

(1)在緊耦合天線陣列設計中，必須使得相鄰陣元緊湊排列，而使用傳統稀布方法進行離散排布，則會減弱天線陣元之間的耦合作用，從而降低陣列的超寬帶性能。因此如何在不影響強耦合作用的前提下，實現緊耦合陣列的不等間隔排布是本發明的一大難點；

(2)傳統的不等間隔布陣優化方法大多是基于陣因子公式進行的，并沒有考慮陣元之間的耦合對陣列的影響，而緊耦合陣列陣元之間存在不可忽略的強耦合，如果沿用傳統的方法進行優化，將會導致優化結果與實際結果存在很大懸殊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于空間映射的緊耦合陣列天線不等間距優化方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：第一方面，本發明提供一種基于空間映射的緊耦合陣列天線不等間距優化方法，包含如下步驟：

步驟1，全波仿真小規模陣列，提取不同位置的緊耦合單元方向圖；

步驟2，將單元方向圖代入多目標優化算法MOEA/D-CMA-ES算法中利用陣因子乘積公式進行粗模型優化；

步驟3，對粗模型中得到的優化結果進行大規模陣列的全波仿真，稱其為細模型；

步驟4，若全波仿真結果不滿足指標要求，則通過空間映射進行參數提取更新映射矩陣，并重復步驟2和步驟3，直到滿足指標要求。

第二方面，本發明提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現第一方面所述的方法的步驟。

第三方面，本發明提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現第一方面所述的方法的步驟。