[发明专利]天线阵列布置方法、装置、计算机设备及存储介质

权利要求书

1.一种天线阵列布置方法，其特征在于，所述方法包括：

以克拉美罗CRLB下界最小为目标优化天线阵列布置，针对坐标定位与波达方向估计，分别确定基于CRLB的优化目标函数；

根据限制区域的形状与尺寸以及不同天线数目确定所述优化目标函数的约束条件；

通过粒子群算法和遗传算法联合的优化算法，对坐标定位确定的天线阵列布置优化和波达方向确定的天线阵列布置优化；

通过对比了矩形、菱形及Y形阵列的定位性能，获得最优天线阵列布置。

2.根据权利要求1所述的天线阵列布置方法，其特征在于，所述克拉美罗下界由Fisher信息矩阵FIM的逆计算求得，FIM由概率密度函数与时差定位方程推导得到，通过对FIM求逆得到距离r与方位角θ的CRLB分别为：

其中，所述c²为传播速度，所述为时差估计误差，所述r⁴为放电源距离，天线阵列布置方式为M、X′、Y′、Z′，与r²呈正比，而与r无关。

3.根据权利要求1所述的天线阵列布置方法，其特征在于，所述针对坐标定位确定的基于CRLB的优化目标函数为：

J＝J₁+J₂+J₃

其中，方位角为J₁为e_CRLB大于e_t的方位角范围，J₂表示在预置方位角下阴影区域的上边界为e_CRLB和e_t两者中的最小值，该参数表征了e_CRLB的整体大小；J₃为e_CRLB的最小值。

4.根据权利要求1所述的天线阵列布置方法，其特征在于，所述针对波达方向确定的基于CRLB的优化目标函数为：

CRLB(φ)＝[G(B,φ)·P]^-1

式中，方位角为俯仰角为θ，计算得CRLB分布不随方位角变化，随俯仰角增大而增大，e_θ随俯仰角增大而减小，和e_θ定位误差均较小，波达方向确定的优化目标函数采用以下简单的形式：

5.根据权利要求1所述的天线阵列布置方法，其特征在于，对尺寸为a×b的矩形限制区域，个体采用天线阵元的直角坐标编码，X＝[x₁,x₂,…,x_M,y₁,y₂,…,y_M]，并满足以下限制条件：

-a/2≤x_i≤a/2

-b/2≤y_i≤b/2

对半径为r_c的圆形限制区域，个体采用极坐标方式编码，并满足以下限制条件：

0≤r≤r_c