[发明专利]一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法

权利要求书

1.一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法，其特征在于，包括：

A1、将平面天线阵列纵向与横向都以λ2的间距划分为矩形网格，矩形网格中包括若干格点，阵元放置于矩形网格中的某个格点处；

A2、设选用的背馈芯片通道数目为n，且一个通道控制一个阵元；

A3、将一个背馈芯片所有通道控制的n个阵元各自所在的矩形网格按照芯片上各通道的位置关系排列拼接，得到单个背馈芯片控制的阵列；阵列维度为背馈芯片通道排列的维度；

A4、确定所需的背馈芯片数量；步骤A4具体为：

A41、根据要求的角度分辨率指标，计算需要的接收天线数量；

A42、根据接收天线数量，得到所需的天线阵列口径；

A43、根据所需的天线阵列口径与单个背馈芯片控制的阵列的面积，得到所需的芯片数量；

A5、将步骤A4确定的若干背馈芯片控制的阵列组成的区域划分为若干个优化单元；每个优化单元包括y个相邻的背馈芯片控制的阵列；

A6、对优化单元进行背馈芯片布局约束下的稀疏阵列遗传优化；步骤A6具体包括以下分步骤：

A61、对背馈芯片每个通道控制的矩形网格中的格点进行编号，每个矩形网格中排布一个阵元，位于优化单元四个边角的矩形网格中的阵元固定于对应边角处的格点，其余阵元随机排布在各自的矩形网格中；根据优化单元中各阵元的编号及其所在矩形网格对应的排列位置，构造数列；将构造的数列作为一个初始个体；数列的维度与优化单元中矩形网格的排列维度相同；

A62、根据步骤A61生成若干初始个体，所有的初始个体构成一个初始种群；

A63、对于每个个体，发射信号由目标反射后，被y×8个阵元同时接收，对所有的接收信号进行数字波束合成处理，得到此稀疏阵列单元的方向图；

A64、计算每个个体对应的适应度函数值，根据最小适应度函数值得到当前最优个体；

A65、若超过最大遗传迭代次数，则执行A67，否则执行步骤A66；

A66、对当前种群通过选择操作选择部分阵元进行交叉操作、变异操作，得到新的种群；然后返回步骤A63；

A67、判断y是否大于阈值，若是，则增大稀疏率，从而更改矩形网格尺寸，然后返回步骤A3；否则y自加1，返回步骤A61；

A68、将当前迭代的适应度函数值最小的最优个体作为单个优化单元的最优稀疏阵列阵元排布；

A7、根据步骤A6的优化结果，得到最终的背馈芯片布局。

2.根据权利要求1所述的一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法，其特征在于，步骤A6还包括设计评价芯片背馈布局约束下的稀疏阵列优化效果的适应度函数g，其评价标准为方向图最大旁瓣水平和各阵元与其对应的芯片通道之间距离的方差的加权和；适应度函数值越小，则说明方向图最大旁瓣越低、芯片各通道之间距离差异越小。

3.根据权利要求2所述的一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法，其特征在于，步骤A66所述新的种群中包括前一次迭代的最优个体。

4.根据权利要求3所述的一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法，其特征在于，矩形网格尺寸为η₀表示稀疏率。

5.根据权利要求4所述的一种背馈芯片布局约束下的稀疏阵列优化布阵方法，其特征在于，所述选择操作具体为：对当前种群采用基于“轮盘赌”的方法来选择用于后续操作的背馈芯片布局约束下的稀疏阵列个体，选择的概率为每个个体的适应度函数值g占所有个体适应度函数值的和的比值。