粒子群优化算法在无人分布式阵面的应用
电子技术应用
冯晨熙，夏德平
南京电子技术研究所
摘要： 机载雷达受限于载机平台，无法获得更大口径的阵面，而在无人机平台，可将雷达阵面化整为零，在有限阵元数条件下，采用稀布阵列可获得更大口径的阵面。然而稀布阵列造成方向图栅瓣和副瓣的抬高，需对稀布阵列进行优化，消除栅瓣、降低副瓣后方能使用。稀布阵列方向图优化是一个离散优化问题，将粒子群优化算法应用于无人分布式雷达的稀布阵列上，其算法原理简单，运行速度快，可调参数少，以较少的阵元数获得无栅瓣和低副瓣的方向图，从而提升无人分布式阵面的性能。
中圖分類號：TN95 文獻標志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245562
中文引用格式： 馮晨熙，夏德平. 粒子群優(yōu)化算法在無人分布式陣面的應用[J]. 電子技術應用，2024，50(9)：125-129.
英文引用格式： Feng Chenxi，Xia Deping. Application of particle swarm optimization algorithm in unmanned distributed array[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(9)：125-129.
中文引用格式： 馮晨熙，夏德平. 粒子群優(yōu)化算法在無人分布式陣面的應用[J]. 電子技術應用，2024，50(9)：125-129.
英文引用格式： Feng Chenxi，Xia Deping. Application of particle swarm optimization algorithm in unmanned distributed array[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(9)：125-129.
Application of particle swarm optimization algorithm in unmanned distributed array
Feng Chenxi，Xia Deping
Nanjing Research Institute of Electronics Technology
Abstract： Airborne radar is limited by the carrier platform and cannot obtain a larger aperture array, while on unmanned aerial vehicle platforms, the radar array can be reduced to zero. Under the condition of finite array elements, a sparse array can be used to obtain a larger aperture array. However, sparse array can cause the elevation of directional grid lobes and side lobes, and it needs to be optimized to eliminate grid lobes and reduce side lobes before it can be used. The optimization of sparse array pattern is a discrete optimization problem. In this paper, the particle swarm optimization algorithm is applied to the sparse array of unmanned distributed radar. The algorithm principle is simple, the running speed is fast, the adjustable parameters are few, and the directional pattern without grid lobes and low sidelobes is obtained with fewer array elements, thereby improving the performance of unmanned distributed array.
Key words : particle swarm optimization algorithm；sparse arrays；unmanned distributed array
引言
傳統(tǒng)的機載雷達受限于載機平臺的供電功率、載重、體積、形狀等因素，相較于地面和艦載雷達，天線口徑較小，發(fā)射功率較低。隨著信息技術和無人機控制技術的飛速發(fā)展，以無人機平臺作為載機，將大口徑的陣面化整為零，機載雷達可突破平臺對天線口徑的限制。分布式無人機載雷達兼具成本低、可快速部署、單架機可替代、可消耗等優(yōu)點[1]。
相較于傳統(tǒng)機載雷達，分布式雷達天線設計面臨新的挑戰(zhàn)。為確保在不出現(xiàn)柵瓣的情況下獲得更好的天線方向圖，工程上常規(guī)陣元間距會盡量設計為λ/2。然而無人機間飛行間距受限，常常不能滿足λ/2的最優(yōu)方案，陣元間距會達到λ甚至更遠，柵瓣的出現(xiàn)不可避免 [2-3]。在天線陣元間距增大的情況下，本文通過優(yōu)化稀布陣列的分布，消除柵瓣，兼具滿足大口徑需求和均勻陣列的性能。
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作者信息：
馮晨熙，夏德平
（南京電子技術研究所，江蘇 南京 210039）
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