[发明专利]基于改进遗传算法的不规则地形下天线稀疏布阵的优化方法

说明书

基于改进遗传算法的不规则地形下天线稀疏布阵的优化方法，涉及信息与通信技术领域，是为了在不规则地形下进行天线稀疏布阵时使用更少的天线数量，以提高信号传输效率，本发明中将阵元间最小间距和子阵间最小间距(障碍地形长度)作为改进遗传算法中的一部分分离出，既能提高计算机对于遗传算法的运算速度，进而提高传输效率，又能完美适应存在障碍地形的稀布布阵情况，同时降低了天线布阵的成本。

技术领域

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及天线稀疏布阵优化的方法。

技术背景

对于障碍地形采用稀疏阵布阵方法进行优化，可以大大降低工程难度，并且减小地形对天线阵列方向图的影响，保证了高频地波雷达接收阵列良好的方向图性能，此方法可以减小地形对天线方向图的影响，增加了天线对环境的适应性和布阵的灵活性。

实际情况中，地形是非常非常复杂的。布设天线阵列的环境中除了上下起伏的凹凸地形外，还有如山丘、沟壑、丘陵、盆地等影响雷达波束扫描或无法架设天线阵列的障碍地形。如果采用人为改造地形的方法则工程量相当浩大。

因此为了障碍地形上布阵难、成本高等问题，因此在传统的稀疏布阵上希望得到如下的调整：

1)、适应障碍地形。高频地波雷达天线的布阵需要大面积平坦地形，当地形高低起伏或具有丘陵、山地、河流、盆地等特殊地形时，天线方向图将受到很大的影响。所以，若想保证高频地波雷达探测性能且工程难度低，不采取机械的开山炸石，那么找到适应障碍地形的布阵方法具有重要意义，不仅可以降低基建成本，还可以使天线布阵更加灵活。

2)、智能的实现稀疏布阵，降低成本。选择算法在满足天线阵性能要求的情况下，在障碍地形下使用更少的天线数量，以提高效率和降低成本。

发明内容

本发明是为了：

在不规则地形下进行天线稀疏布阵时使用更少的天线数量，以提高信号传输效率，从而提供一种基于改进遗传算法的不规则地形下天线稀疏布阵的优化方法。

基于改进遗传算法的不规则地形下天线稀疏布阵的优化方法，其特征是：它包括以下步骤

步骤一、对待布阵的地形数据进行测量和数据分析，建立一个障碍地形模型；所述待布阵的地形数据中包括获得障碍地形长度的参数、并设定所需待布阵的天线数量和天线孔径；

步骤二、根据步骤一获得障碍地形长度的参数设定所需待布阵的天线数量N和天线孔径L；

步骤三、根据步骤一获得的障碍地形的长度参数、步骤二设定的所需待布阵的天线数量N和天线孔径L初始化遗传算法，改进的遗传算法用于不规则地形下天线稀疏布阵具体步骤为：

步骤三一、首先建立一个不均匀排布的直线阵列的模型，由N个不等间距的天线阵元分布组成，d_i表示第i个阵元与第一个阵元的距离，所述i小于或等于N；

步骤三二、设相邻两个阵元的距离间隔满足条件：

min{d_i-d_j}≥d_c,1≤j<i≤N

上式中，d_c为一个常数，表示相邻两阵元最小距离间隔；为了保持阵列口径不变，直线阵两端必须有阵元，则：

将d_i拆分为x_i+(i-1)d_c两个部分，得到：

其中：d_c根据实际中障碍地形的长度自由设置；

骤三三、根据步骤三二，将种群中的个体基因设置为拆分出的N维x_i；1≤N；