[发明专利]一种基于改进的混合入侵杂草算法阵列天线波束合成方法

摘要

本发明涉及一种基于改进的混合入侵杂草算法阵列天线波束合成方法。本发明包括阵列天线接收空间信号计算各天线权矢量，对各自天线进行加权；对各天线输出加和求得输出值天线输出为各个天线加权后求得输出值的加和。本发明与传统杂草入侵波束合成相比主要优势如下本发明相比传统的杂草入侵波束合成收敛速度快；本发明的技术相比能够比传统的杂草入侵波束合成较少陷入局部最优的风险本发明的技术可以适用于实时性要求较高的系统。

主权项

一种基于改进的混合入侵杂草算法阵列天线波束合成方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)阵列天线接收空间信号：应用多根天线组成固定的空间分布，对空间信号进行接收，多根天线接收空间信号可以有效提高期望信号功率，并且增加天线分辨率；(2)计算各天线权矢量，对各天线进行加权：应用杂草算法基于最大信噪比准则，计算各天线加权矢量，对各天线进行加权：(2.1)根据阵列天线问题，定义适应度函数即最大信干噪比：f=SINR=wHRswwHRi+nw;]]>f为适应度值，SINR为天线输出信噪比，Rs为期望信号的协方差矩阵，Ri+n为干扰加噪声的协方差矩阵，H为对矩阵共轭转置，w＝[w1,w2,...,wM]H为权矢量；(2.2)初始化种群：在D维空间随机产生一组初始解，在D维空间随机产生每个权矢量的初始值；(2.3)生长繁殖：根据个体适应性，计算每个个体产生种子数：Snum=Ffloor(f(Xi)-fminfmax-fmin(smin-smax)+smin)]]>fmax和fmin分别为该代进化中最大、最小适应度值，smax和smin分别为可产生的最大种子数和最小种子数，f(Xi)为第i个杂草的适应度值，Ffloor(x)函数表示向下取整；(2.4)空间扩散：子代种子在父代杂草以正态分布形式(N0,σ2)分散，σ为标准差，种子分发方差为：σ=1/(1+exp(-1*x′),iter<itermiddle(itermax-iter-itermiddle)3(itermax)3(σinitial-σfinal)+σfinal,iter≥itermiddle;]]>其中，x为种子适应度值，iter为算法迭代次数，itermiddle为迭代稳定时所需迭代次数，itermax为最大迭代次数，σinitial为种子初始分发方差，σfinal为种子最终分发方差，按S函数进化稳定的迭代次数即为itermiddle；(2.5)竞争排除：子代与父代按照适应度排序，当种群超过最大值Pmax时，淘汰适应度低的个体；(3)对各天线输出加和求得输出值：天线输出为各天线加权后求得输出值的加和。