基于改进的遗传算法的圆柱共形微带天线阵的优化

摘要

微带共形天线阵集微带天线和共形天线阵的优势于一体，不仅传统的航空航天工业对高性能的共形微带天线有着强烈的需求，而且随着科学技术的发展，在移动通讯等众多领域中也有着越来越广阔的应用前景。但是，三维共形阵的综合问题一直是困难的和具有挑战性的问题。 本文研究了共形天线阵的特殊型式之一的圆柱共形矩形微带天线阵的赋形波束的综合方法。首先对腔膜理论分析矩形微带天线的辐射问题进行了详细的总结。其次，详细研究了圆柱共形矩形微带天线阵远场的计算方法。然后，首次采用改进的遗传算法对共形阵进行了优化设计。 文中以实际应用中需要的两种理想波束为优化目标，设计了两种天线阵，采用改进的遗传算法对天线阵中各贴片天线的空间位置、幅度、相位等多因素进行了综合优化，数值分析结果表明天线阵的各项指标均接近理想的方向图。 改进的遗传算法克服了经典的天线阵综合方法的局限性以及传统遗传算法在多变量、多目标优化问题上的缺陷，取得了令人满意的结果。上述分析结果表明，针对共形阵综合中多变量的复杂情况采用改进的遗传算法对柱面共形天线阵进行多变量的优化设计是切实可行的。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1圆柱共形微带天线阵波束赋形的研究意义

1.2圆柱共形微带天线阵波束赋形的研究现状

1.3本文主要内容

1.4本论文的章节安排

第二章微带天线原理与设计

2.1引言

2.2微带天线的结构和特点

2.3微带天线的常用分析方法

2.4应用腔模理论分析矩形微带天线的远场

2.4.1内场

2.4.2辐射场和方向图

2.5矩形微带天线的设计

2.5.1介质基板的选择

2.5.2天线尺寸的确定

2.6微带天线的应用

2.7总结

第三章圆柱共形微带天线阵远场的计算

3.1前言

3.2圆柱共形微带天线阵的型式

3.3矩形圆柱共形微带天线阵远场的计算

3.3.1阵的全局坐标系与天线单元局部坐标系的转换

3.3.2任意方向各天线元的波程差

3.3.3矩形圆柱共形微带天线阵的总场

3.4总结

第四章圆柱共形微带天线阵的波束赋形

4.1前言

4.2遗传算法的基本原理

4.3圆柱共形阵的优化目标

4.4赋形波束的天线阵综合技术

4.5矩形照射面平顶波束的赋形

4.5.1预定阵的构造方式

4.5.2确定赋形区域点的属性

4.5.3评价函数的选取

4.5.4仿真结果

4.6圆柱共形阵的扇形波束的赋形

4.6.1扇形波束圆柱共形阵的构造方式

4.6.2横向面波束赋形

4.6.3纵向高增益直线阵的优化

4.6.4仿真结果

4.7遗传算法与经典算法的比较

4.8总结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读学位期间参加科研项目情况