非理想陣列天線的容差分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)算法研究.pdf

1、在實(shí)際工程中，受制造工藝和工作環(huán)境等因素的影響，陣列天線的控制參數(shù)通常存在一定的誤差。這些不確定性誤差會(huì)引起天線陣激勵(lì)幅度和相位的不確定性，從而導(dǎo)致天線的性能參數(shù)在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生波動(dòng)。因此，在實(shí)際天線陣系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程中有必要預(yù)估出這些不確定性因素對(duì)天線性能所造成的影響，從而減少陣列校正造成的時(shí)間及成本損耗，并保證陣列誤差存在時(shí)天線陣仍能獲得期望的輻射性能。本文主要圍繞非理想陣列天線的容差分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面展開研究，具體工作如下

2、：
　　1、采用非概率區(qū)間分析（IA）方法對(duì)非理想均勻線陣進(jìn)行了容差分析，考慮天線陣的幅度誤差和相位誤差，分別建立了兩種誤差單獨(dú)或同時(shí)存在時(shí)的陣列天線功率方向圖函數(shù)的區(qū)間模型，并結(jié)合實(shí)際的指標(biāo)要求仿真分析了旁瓣電平、主瓣寬度、方向性系數(shù)等主要性能參數(shù)對(duì)幅相聯(lián)合誤差的容限，從而估計(jì)出天線所允許的最差性能情況，為天線設(shè)計(jì)提供了理論參考。
　　2、針對(duì)IA算法在誤差較大或同時(shí)存在多種誤差時(shí)產(chǎn)生的區(qū)間擴(kuò)張問(wèn)題，提出了二階攝動(dòng)法，將小

3、區(qū)間不確定參量的解區(qū)間求解問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求解系統(tǒng)響應(yīng)的低階Taylor展開攝動(dòng)量，從而更好的逼近實(shí)際功率變化區(qū)間。仿真結(jié)果表明，在一定的誤差范圍內(nèi)，可使用二階攝動(dòng)法代替IA法來(lái)計(jì)算陣列功率方向圖函數(shù)的區(qū)間值，從而有效提高計(jì)算精度。
　　3、針對(duì)多種陣列誤差存在時(shí)的天線陣優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了區(qū)間-凸優(yōu)化（IA-CP）算法，通過(guò)建立基于IA的陣列激勵(lì)幅值的凸優(yōu)化模型綜合出符合性能指標(biāo)的功率方向圖。相較于現(xiàn)有的區(qū)間-粒子群（IA-PSO）算