基于混沌免疫粒子群算法的阵列天线方向图综合

论文摘要

智能天线技术是无线通信技术的主要发展方向之一,而阵列天线作为智能天线技术的主要天线形式,目前被广泛应用在各种军用以及民用通信系统当中。天线方向图综合是一种非线性优化求解问题,近年来,智能优化算法凭借着其鲁棒性强,多目标寻优,并行计算,对目标函数无可微性要求等等,逐渐在阵列天线方向图综合领域得到广泛应用。本论文主要研究一种改进的粒子群优化算法—混沌免疫粒子群优化算法,并且将其应用在阵列天线方向图综合中,具体研究内容如下:(1)将免疫算法中的克隆选择原理与粒子群优化算法进行融合。在粒子群优化算法中引入免疫算法的克隆复制、高频变异、克隆选择等操作;其中,克隆复制可以使粒子群优化算法中的优秀粒子得以保存;高频变异淘汰亲和力低的粒子,同时产生新的个体,有效的增加了种群多样性;克隆选择可以选出最优个体,避免算法退化;(2)将混沌映射理论与粒子群优化算法进行融合。混沌序列具有遍历性和扰动随机性的特点,利用这个特点完成粒子群算法不同阶段的粒子生成与补充,保证粒子群的多样性,扩大粒子搜索范围;在高频变异过程中,采用混沌映射变异和高斯变异相结合的变异方法,进一步提高算法收敛速度和求解精度;(3)采用提出的混沌免疫粒子群算法对阵列天线方向图进行综合。将提出的算法应用于阵列天线方向图综合技术当中,包括方向图波瓣控制,方向图形状控制和可重构天线方向图综合,都取得了很好的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 选题背景及意义
• §1-2 阵列天线图综合方法
• §1-3 国内外研究现状
• §1-4 本文内容结构安排
• 第二章 阵列天线方向图模型参数
• §2-1 天线方向图基本概念及参数
• §2-2 对称振子天线
• §2-3 线性阵列天线
• 2.3.1 主波瓣
• 2.3.2 零点位置
• 2.3.3 波瓣宽度
• 2.3.4 副瓣位置和电平
• §2-4 传统的阵列天线方向图综合方法
• 2.4.1 切比雪夫多项式
• 2.4.2 切比雪夫阵列
• 2.4.3 给定主波束宽度情况下的切比雪夫阵列
• §2-5 仿真结果
• §2-6 本章小结
• 第三章 混沌免疫粒子群优化算法研究
• §3-1 粒子群优化算法
• 3.1.1 粒子群优化算法概述
• 3.1.2 基本粒子群优化算法
• §3-2 混沌映射理论简介
• 3.2.1 混沌的概念
• 3.2.2 混沌映射
• 3.2.3 混沌映射与随机过程
• §3-3 免疫算法简介
• 3.3.1 克隆选择原理
• 3.3.2 基于克隆选择原理的免疫算法
• §3-4 混沌免疫粒子群优化算法
• 3.4.1 CIPSO的基本步骤
• 3.4.2 粒子群及补充粒子的生成
• 3.4.3 粒子亲和力计算
• 3.4.4 克隆复制算子
• 3.4.5 克隆变异算子
• 3.4.6 克隆选择算子
• §3-5 仿真结果
• §3-6 本章小结
• 第四章 混沌免疫粒子群优化算法在方向图综合技术中的应用
• §4-1 算法在方向图波瓣控制中的应用
• 4.1.1 适应度函数
• 4.1.2 仿真结果
• §4-2 算法在方向图形状控制中的应用
• 4.2.1 适应度函数
• 4.2.2 仿真结果
• §4-3 算法在可重构天线方向图综合中的应用
• 4.3.1 可重构天线的概念
• 4.3.2 适应度函数
• 4.3.3 仿真结果
• §4-4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果