[发明专利]一种基于空间增益的稀疏平面阵形优化方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种稀疏平面阵列流形的优化方法。

背景技术

阵列信号处理技术广泛应用于雷达、通信、声纳、导航和射电天文学等领域。影响阵列性能的重要因素之一是其阵形，通过对阵列的阵形进行优化可以提高阵列波达方向估计性能以及自适应抗干扰的能力。

针对通过阵列几何结构来优化波达方向（DOA）估计性能的方法和研究，现有的研究成果有：

P.J.Bevelacqua等发表于2007年IEEE Transactions on Antenna and Propagation上的《Optimizing Antenna Array Geometry for Interference Suppression》一文中，提出通过模拟退火算法获得优化的阵列流形。然而该方法的优化对象仅限于均匀圆阵。

T.N.Kaifas等发表于2008年IEEE Transactions on Antenna and Propagation上的《On the Geometry Synthesis of Arrays with a Given Excitation by the Orthogonal Method》一文中，提出在给定激励条件下，通过结合迭代技术和正交方法获得了所需的阵元位置和逼近的方向图。然而该方法容易陷入局部最优，并且其优化结果对初始阵形敏感。

P.J.Bevelacqua等发表于2009年IEEE Transactions on Antennas and Propagation上的《Geometry and Weight Optimization for Minimizing Sidelobes in Wideband Planar Arrays》一文中，提出用粒子群算法和宽带阵列最低旁瓣的优化权来优化阵形。然而该方法以最小化旁瓣为约束条件，不能兼顾主瓣波束宽度。

目前的阵形优化方法，多数将最小化旁瓣电平比或者主瓣波束宽度作为代价函数，局限于固定阵形而非自适应性能更佳的稀疏阵，优化的代价函数不能兼顾主副瓣峰值比和主瓣波束宽度这两个重要参数，不能同时综合评估这两个重要参数来获得阵形优化。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于空间增益的稀疏平面阵阵形优化方法，使得优化后的稀疏平面矩形阵具有旁瓣电平低和主瓣波束宽度窄的优点。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种基于空间增益的稀疏平面阵形优化方法，包括以下步骤：

步骤1、对阵列进行初始化，得到由阵元的坐标矢量构成的坐标矩阵[x₀,y₀]，计算坐标矩阵[x₀,y₀]对应的空间增益G，具体步骤如下：

步骤1-1、生成雷达天线的平面矩形阵四个角上的阵元的初始坐标：