基于粒子群算法的子阵合成

刘晓莉

摘 要： 在实际应用场合中，相控阵雷达的阵列天线所包含的阵元数往往很多，使得对信号处理机的硬件结构和运算处理能力的要求非常高，针对该情况，提出了基于粒子群算法的子阵合成方法。由于均匀无重叠子阵合成存在的测角模糊，以及均匀重叠划分带来的硬件设备量的增加，考虑采用非均匀子阵合成结构。该方法以角度估计的克拉美罗界为适应度函数，通过粒子群算法进行子阵优化，避免了遗传算法的选择、交叉和变异，操作简单，收敛速度快。计算机仿真验证了该方法的有效性和可行性。

关键词： 阵列天线； 粒子群算法； 子阵合成； 克拉美罗界； 适应度函数

中图分类号：TN957 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）07-03-05

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波达方向（Direction-Of-Arrival，DOA）估计作为阵列信号处理的重要研究内容之一，越来越受到人们的广泛关注，尤其是以MUSIC[1]和ESPRIT[2]为代表的子空间类超分辨算法。在实际工程应用中，阵列天线所包含的阵元数通常较多，带来的问题是硬件实现的复杂度和设备量的增加及运算量的剧增。子阵合成技术无疑是较为有效的解决该问题的措施之一，不仅运算量小，收敛速度快，且所需的系统设备少[3]。子阵合成通常可分为无重叠均匀合成、部分重叠均匀合成和非均匀合成。对于无重叠均匀合成，由于合成后得到的子阵的等效相位中心间距大于半波长，从而导致测角模糊。对于部分重叠均匀合成，虽然可以通过调整重叠的阵元数来避免栅瓣的出现，但重叠共用的阵元也同时增加了硬件的复杂度。……