[发明专利]一种基于遗传算法的阵列天线方向图综合优化方法

摘要

本发明提供了一种基于遗传算法的阵列天线方向图综合优化方法，以解决传统阵列天线方向图综合技术计算量大，寻优精度低的问题。所述的方法包括天线阵模型建立步骤、最优权值获取步骤以及天线阵列方向图生成步骤。本发明在阵列天线方向图综合技术中使用遗传算法，达到了对无线数字信号的高速时空处理，使信道容量增加、频谱效率提高的效果。

主权项

1.一种基于遗传算法的阵列天线方向图综合优化方法，其特征在于，天线阵模型建立步骤：N个COCO天线组成阵列，所述阵列包含N²个单极子天线，天线阵列采用均匀直线阵形式，天线阵元间距d≤λ，单元节边长为1/2介质波长：其中，a为单元节边长，λ_g为介质波长，λ为波长，根据天线的工作中心频率f＝1.8GHz，基片材料的介电常数ε_r＝2.56，为使正反面微带段错落有致，产生适合的传输模式和辐射模式，需a≈b；同时介质板长度L是介质板宽度W的6.5倍，其中b为贴片单元间隔；最优权值获取步骤：步骤1、编码：从解数据的表现型到遗传空间的基因型串结构数据的映射称为编码，解空间Ω—分基因编码空间C；步骤2、初始种群生成：产生一组随机编码解P(k)∈C,k∈[1,2N]，其中N为天线阵元个数，由于遗传算法对应的解空间为各阵元的复数权值ω_i，ω_i分为实部和虚部，而遗传算法只能对实数进行运算，所以设置每一个初始染色体包含2N列，每列200个基因的数组，所述随机编码解构成原始种群，每个解为一个个体，种群个体数为2N；步骤3、适应度值评估：对种群中的每一个个体所代表的解计算相应的适值，评估解的优劣，并且会对评估后的解按一定准则排序；步骤4、选择：在P(k)和O(t)中按适值的大小优胜劣汰，选择2N个个体重新构成子代种群；按随机均匀分布法、锦标赛法或轮盘赌法挑选双亲；步骤5、重组：通过交叉、变异、再生和迁移操作产生新的后代个体群O(t)∈C,t∈[1,M],M≤2N，新个体组合并以一定概率随机改变了父辈串的特征，将群体内的各个个体随机搭配成对；步骤6、循环步骤3至步骤5，直到取得最优权值；天线阵列方向图生成步骤：利用获取的最优权值对天线阵模型进行验证，从而生成天线阵列方向图。