遗传算法在阵列天线方向图综合及零陷研究中的应用

"阵列天线方向图的遗传算法综合及零陷研究" 本文主要探讨了在阵列天线设计中的一个重要技术——方向图的遗传算法综合及其零陷研究。阵列天线因其独特的性能，如高增益、方向性强，被广泛应用于雷达、声纳、无线通信和电子对抗系统中。方向图的综合是决定阵列天线性能的关键因素，它涉及到抗干扰能力、信号传输的安全性和参数估计的准确性。 遗传算法作为一种强大的全局优化工具，近年来在解决非线性优化问题，如阵列天线方向图最优化中得到了广泛应用。然而，遗传算法自身存在的早熟现象和局部最优解的问题限制了其性能。为了解决这些问题，作者引入了小生境遗传算法，这是一种能保持种群多样性的改进策略，能有效避免早熟并增强局部寻优能力。 文章首先介绍了如何将改进后的小生境遗传算法应用于阵列天线方向图的综合，特别关注了低副瓣水平和在特定角度形成零陷的需求。实验结果证明，这种算法能够快速收敛并生成满足设计需求的方向图。 其次，作者将小生境遗传算法与幅值扰动法结合，用于创建方向图的零陷，简化了计算过程，提高了算法的稳定性和可靠性。进一步，基于导数约束的思想，文章提出了两种宽零陷的综合方法，这两种方法均能在零陷中心保持深电平，从而提高阵列天线的抑制干扰能力。 最后，论文通过矩量法分析了阵元间的互耦效应对方向图性能的影响，揭示了互耦会导致副瓣电平上升、零陷深度降低、零陷位置变化等问题。为了抵消这些影响，作者对比了三种不同的互耦补偿方法，评估了它们在改善副瓣电平和零陷形成上的差异。 这篇论文深入研究了遗传算法在阵列天线方向图综合中的应用，提出了一系列改进策略和新方法，对于理解和优化阵列天线性能具有重要意义。关键词包括方向图综合、小生境遗传算法、零点形成、导数约束以及互耦补偿。