遗传算法的阵列天线赋形波束综合

下面介绍两个数值算例。为确立优化目标，首先利用Taylor综合法得到最大副瓣电平MSLL=-30 dB时等间距各向同性非均匀线阵的方向图(N=16，d=λ／2)，如图3中虚线所示。根据Taylor综合的结果确定目标函数：利用式(8)约束其主瓣宽度以便求得更低的副瓣电平。

在本例中βn=0，仅对电流幅度进行优化，结果如图3中实线所示。比较图3中两种结果可以看出，在主瓣基本没有展宽的条件下，遗传算法将MSLL压低了3 dB左右。

移动通信系统要求基站天线对周围蜂窝小区的辐射尽可能低，而在本服务区内获得尽量高的辐射能量，形成尽量均匀的照射，并降低天线向上半空间辐射的能量。为满足上述要求，我们用下面的目标函数为基站天线方向图赋形。

根据上式对等间距各向同性非均匀线阵(N=8，d=λ／2)用遗传算法计算得到的阵因子的归一化电流幅度和相位如表1所示。基站天线单元形式采用半波对称天线，其方向图函数为：

阵列结构如图4(a)所示。基于式(2)的天线方向图如图4(b)所示，实线与虚线所描述的方向图分别表示遗传算法和Woodward法综合得到的结果。图中两个方向图的主波束均指向地面。表1给出了用遗传算法得到的各阵元的归一化电流幅度和相位。按照经典的天线理论，表1给出的幅度数据都是"马鞍形"的，也就是说从中心单元向两边递减的数值应基本相同，Woodward法就是如此。