基于凸優(yōu)化的波束形成及陣列稀疏化研究.pdf

1、基于陣列天線在無線電系統(tǒng)中各種應(yīng)用，使陣列綜合的研究十分重要。本文根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的各種需求，結(jié)合凸優(yōu)化的高效、快速以及局部最優(yōu)解也是全局最優(yōu)解的優(yōu)點(diǎn)，研究了各種陣列綜合問題及基于凸優(yōu)化思想的解決方案。
　　首先，本文基于凸優(yōu)化算法對理想點(diǎn)源以及考慮陣列天線輻射方向圖的陣列的綜合方法進(jìn)行了全面的概述，包含了陣列的無目標(biāo)優(yōu)化、最小副瓣優(yōu)化、最大方向性優(yōu)化、最大效率優(yōu)化以及最小陣元數(shù)目的優(yōu)化。并且，針對每個優(yōu)化目標(biāo)給出了相應(yīng)的仿真例

2、子，用以驗(yàn)證相應(yīng)的綜合方法的有效性。
　　其次，本文提出了矢量場的陣列綜合方法。根據(jù)給定的期望極化方向，定義了掃描波束的期望主極化和交叉極化方向，并進(jìn)一步給出了主極化方向性系數(shù)的定義，它可以更為準(zhǔn)確的表征天線集中輻射主極化分量的程度。在沒有副瓣約束和交叉極化約束的條件下，給出了任意陣列主極化方向性系數(shù)最優(yōu)解的解析表達(dá)式。并且，在含副瓣約束、零陷約束以及交叉極化約束的條件下，我們發(fā)展了一種基于凸優(yōu)化的高效數(shù)值綜合方法，實(shí)現(xiàn)多約束條件

3、下的主極化方向性系數(shù)的優(yōu)化。數(shù)值陣列綜合結(jié)果表明了本文所提出的最優(yōu)主極化方向性系數(shù)解析解的正確性，以及這種可以綜合考慮副瓣約束、零陷約束和交叉極化約束的數(shù)值方向性優(yōu)化方法的有效性。
　　然后，本文提出了一種可以實(shí)現(xiàn)最小間距可控的掃描稀疏陣列的綜合方法。此方法主要分為兩步，第一步是一個迭代的反復(fù)加權(quán)Il范數(shù)的優(yōu)化，用以實(shí)現(xiàn)沒有間距要求的波束掃描稀疏陣列;第二步是通過一系列的陣元合并和陣元的激勵及位置的不斷微擾用以滿足最小間距可控的條