Проектирование антенных решеток с оптимизацией их характеристик по конструктивным параметрам

• Автор: Летаяф Мохамед Али
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Глава 1. Оптимизационные подходы к проектированию антенных 11 решеток

1.1. Методы проектирования антенных решеток и их развитие

1.2. Задача проектирования антенны в оптимизационной постановке

1.3. Математические модели антенной решетки

1.4. Постановка задачи исследования

Глава 2. Методы численной дискретной оптимизации

2.1. Методы численной оптимизации и их классификация

2.2. Особенности методов дискретной оптимизации на конечных множествах

2.3. Метод циклического покоординатного поиска из случайных начальных точек

2.4. Метод циклического вложенного частичного перебора с вариациями по глубине вложения

2.5. Метод циклического динамического программирования

Выводы по второй главе
Глава 3. Оптимизация дискретного фазового управления и двоичных делительных схем антенных решеток
3.1. Задача оптимизации дискретного фазового распределения в антенной решетке, работающей в условиях наличия помех
3.2. Результаты решения задачи оптимизации дискретного фазового распределения
3.3. Задача оптимизации двоичной распределительной схемы антенной решетки

3.4. Результаты решения задачи оптимизации двоичной
распределительной схемы антенной решетки
Выводы по третьей главе
Глава 4. Оптимизация, моделирование и экспериментальное исследование антенной решетки спиральных излучателей
4.1. Решение задач оптимизации антенной решетки
4.2. Построение проволочной модели спирального излучателя
4.3. Моделирование антенной решетки спиральных излучателей
4.4. Результаты экспериментального исследования решетки
спиральных излучателей
Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература
Приложения
П1. Свидетельства об отраслевой регистрации программ
П2. Акт внедрения результатов работы в учебный процесс

Общая характеристика работы Актуальность темы. Радиотехнические системы, т.е. системы, осуществляющие передачу информации по радиоканалу, все шире применяются в различных областях. Кроме традиционного военного применения это навигация и связь, радиовещание и эфирное телевидение, спутниковое телевидение, сотовая телефония, беспроводной Интернет и многое другое. Растет интенсивность использования частотно-территориального ресурса, обостряются вопросы электромагнитной совместимости. Массовое производство радиоаппаратов гражданского назначения требует минимизации затрат.
Антенна является обязательным элементом радиосистемы, который отвечает за излучение и прием радиосигнала в нужном направлении или на заданную территорию. В тоже время антенна обеспечивает защиту от сигналов, приходящих с нежелательных направлений, которые принято называть помехами. Габаритные размеры антенн жестко связаны с длиной волны, коэффициентом усиления, уровнем боковых лепестков и другими. Они плохо поддаются миниатюризации, в отличие от других узлов радиосистем.
На практике остро стоит вопрос об оптимизации конструкций антенн. Среди большого количества типов антенн особое внимание привлекают антенные решетки. Кроме традиционного их применения в качестве сканирующих антенн, они обладают широкими возможностями по управлению характеристиками диаграмм направленности. Именно поэтому они чаще всего являются объектами оптимизации, при которой стремятся простейшими средствами, с минимальными затратами обеспечить необходимые современным радиосистемам характеристики.
Традиционный подход к задаче проектирования антенной решетки предусматривает деление задачи на две части: внешнюю и внутреннюю. При решении внешней задачи определяют необходимое для обеспечения требуемых характеристик амплитудно-фазовое распределение по элементам антен-

Шаг п. Для всех возможных значений параметра xn+l е Qn+l решается задача
K(*n+l)= тЬ1 Ф{Х (*« х2 (хп )< •• • V«+l - 4+2 >~Л) (2-41)
на множестве Qn значений хп
Q. = К :| хТ" <х~" + *„(«,-)<хГ=*Г + -1)|} (2.42)
В результате находятся функции оптимального соответствия *i(x„+l),... x„_i(jt„+i), х„(хй+1), которые используются на следующем шаге. На каждом шаге находится и сохраняется М пар соответствия хп(хп+1).
И, наконец, последний шаг.
Шаг N-1. Для всех возможных значений параметра xN е QN решается задача
WN-{*n)= milX ^(xN.x).x1(xN_^..jtN_7{xN.^,xN.x,..JcN) (2.43)
*лмеблг-1 на множестве QN_j значений
Öw-i = |*w-i ■' xn-i -xiv-i + (^дГ_1 -1) <х^а* = +/кЛг_1(МЛ)_1 -l)||
(2.44)
В результате находятся функции оптимального соответствия xj(x^),
Теперь из Мвариантов функции соответствия WN_x(xN) для разных xN выбирается то, которое дает минимальное значение целевой функции
<фг**')= min WK_,(x„) (2.45)

к+1^
и получаем в итоге итерации новый вектор параметров Условие окончания поиска
ф{хк)-ф{хк'х)<є (2.46)
Если условие окончания не выполнено, то возврат к шагу 1. В противном случае задача решена и вектор Хорі) получен.