[发明专利]一种相控天线单元、阵列联合稀疏优化方法

权利要求书

1.相控天线单元、阵列联合稀疏优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、设定单元天线类型；对二维均匀栅格天线阵列所要求达到的性能指标进行设定，具体为：副瓣电平阈值PSLL、阵列稀疏率η、分辨率ρ、扫描范围θ₁～θ₂；确定相控阵列规模，记为L×M；

步骤2、对所求规模平面阵列以均匀矩形栅格形式进行全局性稀疏排布，对每一栅格以二进制随机赋值表示当前栅格是否分配阵元，继而得到一个初始阵列A₁，并重复此随机排布操作产生K个初始阵列记为A₁～A_K，将各初始阵列三维方向图得到的最大旁瓣电平记为MSLL₀～MSLL_K；计算各阵列方向图的归一化适应度值并比较，选出归一化适应度值最大的初始天线阵列作为历代最优阵列以便加入后续算法迭代，记为A_best；

步骤3、在不考虑单元方向图的情况下，对初始阵列集合的阵因子使用遗传算法进行优化，设置迭代次数为P，在迭代达到次数后寻找当前副瓣电平抑制效果最佳的阵列排布记为G_best，并立即对当前阵列天线阵元数进行校正；

步骤4、确定初始阵列的排布位置后，通过调整天线各单元旋转角度及边界形状，引入单元因子进行优化从而增强阵列方向图的副瓣电平抑制效果；

步骤5、对最终所得相控天线单元、阵列联合优化布阵方案进行测评，并生成单元、阵列联合优化及单一阵列优化所得效果的对比图。

2.根据权利要求1所述的相控天线单元、阵列联合稀疏优化方法，其特征在于，所述步骤4具体步骤为：

步骤41、设置旋转角度刻度和边界形状约束：以角度θ₀作为旋转刻度单位，则在选择相同单元形状前提下只通过单一旋转角度能够得到个不同的单元方向图，同时均匀矩形栅格的阵元设计图案选择方案共q种，则最终每个阵元位置有p×q种单元方向图选择方式，得到的单元方向图集合记为

步骤42、在已确定天线阵列单元布阵方案的基础上进行单元方向图集合附加的随机分配。

3.根据权利要求2所述的相控天线单元、阵列联合稀疏优化方法，其特征在于，所述步骤42中，进行单元方向图集合附加的随机分配时，应当遵循由简到繁的原则：先进行单元方向图形状相同只旋转角度的寻优；如果没有寻到满足要求的方案，则进行单元方向图贴片形状不同、旋转角度也不同的寻优；

随机选择得到的阵列方向图函数表达式：

为选择m阵元旋转角度和n阵元图案时得到的单元方向图；以此方式重复随机分配操作共k次，得到考虑了单元方向图双重条件的初始复合阵列集合C₁～C_k，并采用遗传算法进行循环内的二次寻优，随即对跳出循环的方案进行判定；若其满足设定的性能指标条件，则输出作为最终方案，并对天线阵元数进行判定校正；若仍不满足，则返回步骤二，重新寻找更接近最优解的阵元排布方案并进行后续复合优化，直至满足性能指标输出。