模擬退火算法的共享孔徑多波束形成

劉新星， 張貞凱， 費(fèi) 曉

(江蘇科技大學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

0 引言

為了提高作戰(zhàn)平臺(tái)的綜合作戰(zhàn)能力，作戰(zhàn)平臺(tái)不得不配備眾多的電子作戰(zhàn)設(shè)備。然而，雷達(dá)、電子戰(zhàn)和通信系統(tǒng)等設(shè)備缺乏足夠的集成水平，因此不能最大限度地發(fā)揮各自的性能，而且設(shè)備增加也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的電磁干擾[1-2]。共享孔徑技術(shù)通過(guò)將天線陣列交錯(cuò)劃分為多個(gè)子陣，由此實(shí)現(xiàn)多功能陣列天線的設(shè)計(jì)，有利于提升作戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。國(guó)內(nèi)外對(duì)共享孔徑技術(shù)已經(jīng)開(kāi)展了很多研究，并取得了不錯(cuò)的成果。文獻(xiàn)[3-6]將差集理論應(yīng)用于稀疏布陣技術(shù)，然而現(xiàn)有的差集較少，陣列的結(jié)構(gòu)容易受到限制，最終得到的解也不是最優(yōu)解；文獻(xiàn)[7-9]提出了一種基于子陣激勵(lì)能量分配的稀疏布陣方式，利用陣元激勵(lì)與方向圖之間的傅里葉變換關(guān)系，將天線方向圖的能量均勻分配給每個(gè)子陣，形成方向圖性能近似一致的多個(gè)子陣,然而產(chǎn)生的子陣方向圖的峰值旁瓣電平較高，需要進(jìn)一步優(yōu)化；文獻(xiàn)[10]提出一種在同一個(gè)孔徑區(qū)域內(nèi)交錯(cuò)排列兩個(gè)不同陣列的方法，將陣元位置作為優(yōu)化變量，利用入侵雜草算法降低天線陣列的峰值旁瓣電平，形成頻率不同的兩個(gè)波束,然而通過(guò)此方法最終形成的天線陣列的陣元間距均不相同，實(shí)際操作較為復(fù)雜。

現(xiàn)有的研究多是針對(duì)同頻條件下共享孔徑交錯(cuò)布陣方法的設(shè)計(jì)，天線陣列的工作頻帶范圍窄。本文提出一種基于模擬退火(SA)算法的共享孔徑多波束形成方法，將波束頻率不同作為約束條件,即通過(guò)調(diào)整陣元位置分布進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，不同頻率的波束方向圖性能差距較大，且子陣的峰值旁瓣電平較高。……