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基于改进风驱动优化算法的稀疏阵列旁瓣抑制方法
An Improved Wind Driven Optimization Algorithm for Sidelobe Suppression in Thinned Array
投稿时间:2016-06-12  最后修改时间:2017-11-15
DOI:
中文关键词:  稀疏阵列;旁瓣抑制;高斯分布;风驱动优化算法;凸优化
英文关键词:Thinned array; Sidelobe suppression; Gaussian distribution; Wind driven optimization algorithm; Convex optimization
基金项目:江苏省产学研前瞻性联合研究项目(BY2014003-14);江苏省优势学科。
作者单位E-mail
金雪 南京航空航天大学 13236566268@163.com 
夏伟杰 南京航空航天大学  
潘彦均 南京航空航天大学  
周建江 南京航空航天大学  
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中文摘要:
      针对阵列稀疏通常会引起波束方向图旁瓣电平抬高的问题,本文提出了一种基于改进风驱动优化算法和凸优化的稀疏阵列旁瓣抑制方法。该方法首先针对传统的风驱动优化(Wind Driven Optimization, WDO)算法中缺少普遍适用的参数设置方案的不足,提出了一种结合高斯分布的改进风驱动优化算法,然后将半圆阵方向图的峰值旁瓣电平作为目标函数,采用提出的改进WDO算法作为全局优化算法来优化阵元位置,同时采用凸优化算法作为局部优化算法来高效求解有效阵元的最优加权系数,确保了阵元位置和权值的理想匹配。仿真结果表明,在稀疏阵列阵元数一定的情况下,算法可有效降低旁瓣水平,具有更好的全局寻优能力和更快的收敛速度,为稀疏阵列的旁瓣抑制提供了有效的优化设计方法。
英文摘要:
      Considering that array thinning usually causes the increase of sidelobe level in beam pattern, this paper presents an optimization algorithm which is based on improved wind driven optimization (WDO) algorithm and convex optimization to achieve sidelobe suppression in thinned arrays. To solve the problem of lacking a universal parameter selection scheme in original WDO algorithm, an improved WDO algorithm is given by combining WDO algorithm with Gaussian distribution at first. Then, we take the peak sidelobe level (PSLL) in the semi-circular thinned array as objective function. To obtain a lower PSLL, the improved WDO algorithm is adopted as global optimization algorithm to optimize the distribution of elements in thinned array. At the same time, convex optimization is utilized as local optimization algorithm to effectively obtain the optimal coefficients of valid elements. This guarantees the perfect match of the elements’ positions and coefficients. The simulation results indicate that, under a given numbers of elements, the optimization algorithm could achieve sidelobe suppression effectively. Moreover, it has better global search capability and faster convergence speed. Therefore, the proposed optimization algorithm can be taken as an effective approach for thinned array design.
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