等阵元约束的雷达子阵级和波束/差波束形成优化方法

摘要

本发明属于波束形成技术领域，公开了一种等阵元约束的雷达子阵级和波束/差波束形成优化方法。该方法中，首先对给定的雷达线阵，确定接收通道和对应的子阵数目，根据子阵数目平均分配阵元数目；再采用外部遗传寻优操作和内部遗传寻优操作来进行嵌套优化，其中外部遗传寻优操作进行各子阵内阵元间距的优化，内部遗传寻优操作进行阵元级方向图的电平模拟权值优化；最后，输出最终的最优适应度函数值及其对应的最优子阵内阵元间距矢量和最优阵元级模拟加权矢量；进而根据最优子阵内阵元间距矢量和最优阵元级模拟加权矢量，求取最优和波束方向图及最优差波束方向图。

主权项

一种等阵元约束的雷达子阵级和差波束形成优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对给定的雷达线阵，确定接收通道和对应的子阵数目，根据子阵数目平均分配阵元数目；步骤2，采用外部遗传寻优操作和内部遗传寻优操作来进行嵌套优化，其中外部遗传寻优操作进行各子阵内阵元间距的优化，内部遗传寻优操作进行阵元级方向图的电平模拟权值优化；并对外部遗传寻优操作、内部遗传寻优操作的相关参数进行设置，其中，初始种群大小取20～100；遗传优化代数取100～500代，交叉概率取0.6～0.8，变异概率选取0.001～0.1；步骤3，外部遗传寻优操作开始时，先确定子阵内阵元间距向量结构，并随机产生子阵内阵元间距向量的初始种群，即外部染色体的初始种群；步骤4，构建与内部染色体和外部染色体相关的适应度函数，在当前外部染色体种群的每一个外部染色体表示的子阵内阵元间距向量给定时，对阵元级模拟加权矢量进行内部遗传寻优操作，计算给定外部染色体和当前内部染色体对应的适应度函数值；对内部染色体种群进行选择、交叉和变异的遗传操作，达到设定的内部遗传优化代数后取其最大适应度函数值作为给定的外部染色体表示的子阵内阵元间距向量的最优适应度函数值，并存储对应的当前内部染色体表示的阵元级模拟加权矢量，即与给定的子阵内阵元间距向量对应的阵元级模拟加权矢量；重复上述操作，遍历当前外部染色体种群中所有外部染色体，完成当前外部染色体种群的外部遗传寻优操作；步骤5，对外部染色体种群进行选择、交叉和变异的遗传操作，产生新的外部染色体种群；步骤6，重复步骤4、步骤5，直到达到预先设定的外部遗传优化代数，取其最大适应度函数值作为最终的最优适应度函数值，则输出最终的最优适应度函数值及其对应的最优子阵内阵元间距向量和最优阵元级模拟加权矢量；进而根据最优子阵内阵元间距向量和最优阵元级模拟加权矢量，求取最优和波束方向图及最优差波束方向图。