[发明专利]稀疏布阵方法、装置、电子设备和可读存储介质

说明书

本申请提供一种稀疏布阵方法、装置、电子设备和可读存储介质，根据所需的天线口径、稀疏率，并基于遗传算法得到最优阵列，该最优阵列由多个有效阵元和无效阵元构成。基于最优阵列中的各有效阵元的相位中心构建单元天线，各单元天线由单独的有效阵元构成或由有效阵元和与其相邻的无效阵元构成。最后根据构建的多个单元天线拼接得到高口径效率稀疏阵列。本方案通过构建不同形状的单元天线以拼接铺满整个阵面，可以达到提高单元天线增益、收窄单元天线波束宽度，进而减小阵元间的互耦的目的，从而提高稀疏阵列天线的口径效率和副瓣电平，大大降低系统的功耗和成本。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种稀疏布阵方法、装置、电子设备和可读存储介质。

背景技术

现代雷达对抗与反对抗的矛盾越来越激烈，在恶劣环境下尤其是强电磁干扰环境下的生存能力已成为衡量现代雷达作战能力的一个重要指标。相控阵雷达便是一种生存能力较强的雷达体制，已成为现代雷达的主要发展方向。相控阵雷达天线与其他天线相比具有波束可控性极强、系统反应速度极快等优点，且大口径相控阵雷达天线增益高、波束窄、副瓣电平低，但通道数量多，功耗大，造价昂贵。稀疏布阵通过优化算法优化阵元位置，使得在口径相同时，具有大大减少阵列天线的通道数量，又能保持高增益和窄波束的优点，可有效降低相控阵天线的成本。

通过遗传算法、免疫算法、粒子群算法等优化算法可以对阵元位置优化，从而得到较低副瓣的稀布天线阵。现有技术中也存在诸多优化方案以实现稀疏阵列的设计，但是现有技术中的设计方案大多仅从阵元或者子阵的排布方式对稀疏阵列进行优化，并未考虑单元天线口径利用率。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种稀疏布阵方法、装置、电子设备和可读存储介质，其能够提高稀疏阵列天线的口径效率和副瓣电平。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种稀疏布阵方法，所述方法包括：

根据所需的天线口径、稀疏率，并基于遗传算法得到最优阵列，所述最优阵列由多个有效阵元和无效阵元构成；

基于所述最优阵列中各所述有效阵元的相位中心构建单元天线，各所述单元天线由单独的有效阵元构成或由有效阵元和与其相邻的无效阵元构成；

根据构建的多个单元天线拼接得到高口径效率稀疏阵列。

在可选的实施方式中，所述根据所需的天线口径、稀疏率，并基于遗传算法得到最优阵列的步骤，包括：

获取所需的天线口径，根据所需的天线口径以及设置的间距信息确定阵列的规模，所述阵列具有多个阵元；

根据设置的稀疏率以及阵列的规模，构建得到原始种群，所述原始种群包括多个个体，每个所述个体包含与所述阵列对应的多个元素，各所述元素表征对应的阵元是否有效；

基于所述阵列的法向副瓣电平构建目标函数，以对所述原始种群进行优化，得到最优个体；

根据所述最优个体构建得到最优阵列。

在可选的实施方式中，所述基于所述阵列的法向副瓣电平构建目标函数，以对所述原始种群进行优化的步骤，包括：

基于所述原始种群中各所述个体对应的阵列的法向副瓣电平构建得到对应的目标函数；

对所述原始种群中的个体进行多轮迭代优化处理，直至满足迭代终止条件时，获得最大目标函数对应的最优个体。

在可选的实施方式中，所述对所述原始种群中的个体进行多轮迭代优化处理的步骤，包括：

在每轮迭代中，计算当前迭代轮次各所述个体对应的目标函数的函数值；