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基于混沌免疫粒子群算法的阵列天线方向图综合

作　者: 张鹏垒
导　师: 夏克文
学　校: 河北工业大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 阵列天线 方向图综合 粒子群优化算法(PSO) 免疫算法(IA) 混沌映射
分类号: TN820.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


智能天线技术是无线通信技术的主要发展方向之一,而阵列天线作为智能天线技术的主要天线形式,目前被广泛应用在各种军用以及民用通信系统当中。天线方向图综合是一种非线性优化求解问题,近年来,智能优化算法凭借着其鲁棒性强,多目标寻优,并行计算,对目标函数无可微性要求等等,逐渐在阵列天线方向图综合领域得到广泛应用。本论文主要研究一种改进的粒子群优化算法—混沌免疫粒子群优化算法,并且将其应用在阵列天线方向图综合中,具体研究内容如下:(1)将免疫算法中的克隆选择原理与粒子群优化算法进行融合。在粒子群优化算法中引入免疫算法的克隆复制、高频变异、克隆选择等操作;其中,克隆复制可以使粒子群优化算法中的优秀粒子得以保存;高频变异淘汰亲和力低的粒子,同时产生新的个体,有效的增加了种群多样性;克隆选择可以选出最优个体,避免算法退化;(2)将混沌映射理论与粒子群优化算法进行融合。混沌序列具有遍历性和扰动随机性的特点,利用这个特点完成粒子群算法不同阶段的粒子生成与补充,保证粒子群的多样性,扩大粒子搜索范围;在高频变异过程中,采用混沌映射变异和高斯变异相结合的变异方法,进一步提高算法收敛速度和求解精度;(3)采用提出的混沌免疫粒子群算法对阵列天线方向图进行综合。将提出的算法应用于阵列天线方向图综合技术当中,包括方向图波瓣控制,方向图形状控制和可重构天线方向图综合,都取得了很好的效果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-12
  §1-1 选题背景及意义  8-9
  §1-2 阵列天线图综合方法  9-10
  §1-3 国内外研究现状  10
  §1-4 本文内容结构安排  10-12
第二章 阵列天线方向图模型参数  12-27
  §2-1 天线方向图基本概念及参数  12
  §2-2 对称振子天线  12-15
  §2-3 线性阵列天线  15-20
    2.3.1 主波瓣  18
    2.3.2 零点位置  18
    2.3.3 波瓣宽度  18-19
    2.3.4 副瓣位置和电平  19-20
  §2-4 传统的阵列天线方向图综合方法  20-24
    2.4.1 切比雪夫多项式  21
    2.4.2 切比雪夫阵列  21-22
    2.4.3 给定主波束宽度情况下的切比雪夫阵列  22-24
  §2-5 仿真结果  24-26
  §2-6 本章小结  26-27
第三章 混沌免疫粒子群优化算法研究  27-40
  §3-1 粒子群优化算法  27-29
    3.1.1 粒子群优化算法概述  27
    3.1.2 基本粒子群优化算法  27-29
  §3-2 混沌映射理论简介  29-31
    3.2.1 混沌的概念  29
    3.2.2 混沌映射  29-31
    3.2.3 混沌映射与随机过程  31
  §3-3 免疫算法简介  31-32
    3.3.1 克隆选择原理  31
    3.3.2 基于克隆选择原理的免疫算法  31-32
  §3-4 混沌免疫粒子群优化算法  32-35
    3.4.1 CIPSO的基本步骤  33-34
    3.4.2 粒子群及补充粒子的生成  34
    3.4.3 粒子亲和力计算  34
    3.4.4 克隆复制算子  34
    3.4.5 克隆变异算子  34-35
    3.4.6 克隆选择算子  35
  §3-5 仿真结果  35-39
  §3-6 本章小结  39-40
第四章 混沌免疫粒子群优化算法在方向图综合技术中的应用  40-50
  §4-1 算法在方向图波瓣控制中的应用  41-45
    4.1.1 适应度函数  41
    4.1.2 仿真结果  41-45
  §4-2 算法在方向图形状控制中的应用  45-47
    4.2.1 适应度函数  45-46
    4.2.2 仿真结果  46-47
  §4-3 算法在可重构天线方向图综合中的应用  47-49
    4.3.1 可重构天线的概念  47-48
    4.3.2 适应度函数  48
    4.3.3 仿真结果  48-49
  §4-4 本章小结  49-50
第五章 结论与展望  50-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
攻读学位期间所取得的相关科研成果  56

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 天线 > 一般性问题 > 信号发送、辐射系统 > 方向性、方向图、方向性系数
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