酉矩阵束方法的阵列稀布优化研究

徐 娟 张 月 赵建平

(曲阜师范大学 物理工程学院，山东 济宁 273165)

0 引言

天线是一种用来发射和接收电磁波的设备，被广泛应用于雷达、广播、导航等民用和军事领域.天线种类繁多，涉及的工作频带范围很宽[1].在实际的工程应用中，由于单个天线的辐射方向图的主瓣宽度较宽，天线的方向性及增益有限，故单个天线很难满足特定的需求.为了获得良好的天线特性，往往需要采用阵列天线.针对阵列天线的稀布优化是近年来的研究热点.对天线阵列进行稀布可以简化天线馈电系统，节约天线设计成本.Skolnik等人提出了经典密度加权方法[2].该方法的实现比较简单，得到的解可能是最优解，但是计算量比较大，且很多情况下得到的是接近最优解的次优解.穷举法[3]开始被应用于解决阵列天线优化设计问题.穷举法可以保证找到最优解，但是其运算量较大，且随着变量的个数呈指数规律增长，故穷举法不适合用于大型阵列天线的稀疏优化.国内学者姚昆提出分区动态规划方法[4].该方法适用于线阵的稀疏优化，得出峰值旁瓣电平较小的阵列.

随着计算机技术和智能优化算法的不断发展，很多优化算法被应用于阵列优化当中.用于稀布阵列天线综合的算法主要包括遗传算法[5,6]、粒子群算法[7]、矩阵束方法[8-10]、前后向矩阵束算法[11,12]、酉矩阵束算法[13].遗传算法是一种全局搜索算法，利用自然中优胜劣汰、适者生存的自然遗传规律实现对种群的进化……