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《改進(jìn)遺傳算法對(duì)高頻寬帶加載天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第19卷第3期2004年6月電波科學(xué)學(xué)報(bào)CHINESEJOURNALOFRADIOSCIENCEV01．19，No．3June，2004文章編號(hào)1005—0388(2004)03—0343—05改進(jìn)遺傳算法對(duì)高頻寬帶加載天線的優(yōu)化設(shè)計(jì)。魏忠偉高火濤柯亨玉(武漢大學(xué)電子信學(xué)學(xué)院，weizhw@mail．china．com，湖北武漢430079)摘要按照某高頻地波超視距雷達(dá)接收天線陣小型化的要求，在4～8MHz頻帶內(nèi)，采用一種改進(jìn)型遺傳算法對(duì)高頻寬帶集中加載天線及其寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)根據(jù)天線工程與實(shí)踐，詳細(xì)分析了集中加載元件值及加載位置擾動(dòng)對(duì)天線電性能
2、的影響，分析表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)得到的加載參數(shù)對(duì)優(yōu)化不十分敏感。關(guān)鍵詞遺傳算法，高頻寬帶天線，矩量法，匹配網(wǎng)絡(luò)中圖分類(lèi)號(hào)TN82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼AOptimizationdesignofhighfrequencybroadbandloadedantennasusinganimprovedgeneticalgorithmWEIZhong-weiGAOHuo-taoHEHeng-yu(ElectronicInformationSchool，WuhanUniversity，weizhvX9mail．china．com，WuhanHubei430079，China)AbstractInor
3、dertominiaturereceivingarrayantennasofHFsurfacewaveradar，animprovedgeneticalgorithmwasappliedtooptimizethedesignofHFbroadbandantennaloadedwithlumpedcomponentsandmatchingnetworkin4^—8MHz．Thedisturbingeffectofloadingcircuitparametersandtheirlocationsonantenna’Selec—tricalcharacteristicswas
4、analyzedspecificallyaccordingtoantennaengineeringandpractice．Andtheanalysisillustratesthattheloadingparametersderivedarenotquitesensitivetothedisturbanceaftertheoptimization．Keywordsgeneticalgorithm，HFbroadbandantenna，methodofmoment，matc-hingnetwork1引言高頻地波超視距雷達(dá)工作在HF波段，而這一波段內(nèi)電磁環(huán)境復(fù)雜，各種頻率、強(qiáng)
5、度大小不等的噪聲在全頻段內(nèi)疏密不均，干擾強(qiáng)度隨時(shí)間的改變而隨機(jī)變化，因此需要根據(jù)實(shí)際的電磁環(huán)境進(jìn)行變頻探測(cè)。同時(shí)由于海邊特殊的地理環(huán)境使得大型天線陣難以找到合適的架設(shè)場(chǎng)地，海邊惡劣的氣候環(huán)境如臺(tái)風(fēng)、鹽霧等要求單元天線要簡(jiǎn)單、可靠、耐用，因此工作在HF波段的高頻地波雷達(dá)天線在滿足一定效率情況下，不僅要有一定的帶寬，而且單元天線和天線陣要盡可能的小。在考慮到低成本和加載寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下，工作在4～8MHz內(nèi)的高頻地波超視距雷達(dá)的接收單元天線，可選用6～7m高的簡(jiǎn)單鞭天線。為達(dá)到工程規(guī)定的電氣和結(jié)構(gòu)指標(biāo)，必須對(duì)天線進(jìn)行加載，并且需要對(duì)加載量和加載位置及其匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)
6、計(jì)。但是，由于天線的電氣性能指標(biāo)和設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系是非線性的，傳統(tǒng)最優(yōu)化方法在天線優(yōu)化設(shè)計(jì)中難以奏效。遺傳算法[1]’[2]是一類(lèi)借鑒生物界自然選擇和自然遺傳機(jī)制的隨機(jī)化搜索算法，其主要特點(diǎn)是群體搜索策略和群體中個(gè)體之間的信息·收稿日期：2003—07—11．基金項(xiàng)目：國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃資助項(xiàng)目(2001AA631050)萬(wàn)方數(shù)據(jù)344電波科學(xué)報(bào)第19卷交換，搜索只需要利用目標(biāo)函數(shù)的取值信息，尤其適用于處理傳統(tǒng)搜索方法難于解決的復(fù)雜、非線性問(wèn)題，用它來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)天線及天線陣是合適的。近些年來(lái)，遺傳算法已在一些天線設(shè)計(jì)問(wèn)題中得到應(yīng)用∞3E43[53，但這些文獻(xiàn)中所闡述的遺
7、傳算法在實(shí)際運(yùn)算中往往會(huì)出現(xiàn)偽收斂和搜索效率比較低的問(wèn)題。本文介紹了一種改進(jìn)的遺傳算法，可以有效的克服偽收斂和效率低的問(wèn)題，并將其應(yīng)用于HF寬帶集中加載鞭天線與其網(wǎng)絡(luò)匹配的優(yōu)化設(shè)計(jì)之中。同時(shí)針對(duì)工程應(yīng)用，文中詳細(xì)分析了加載量及加載位置擾動(dòng)對(duì)天線電氣性能的影響。2加載天線的綜合2002年武漢大學(xué)承擔(dān)了國(guó)家高科技發(fā)展計(jì)劃“遠(yuǎn)程高頻地波雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)”項(xiàng)目。為了實(shí)現(xiàn)雷達(dá)遠(yuǎn)程探測(cè)，降低系統(tǒng)成本，按雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的要求，雷達(dá)工作頻段選在4～8MHz之間[6]。同時(shí)，為了使天線適于海邊的工作環(huán)境，在保證天線一定效率的基礎(chǔ)上，必須使天線小型化，因此接收
