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基于遗传模拟算法的天线阵元位置校正

吴秀月  
【摘要】:空间谱估计高精度测向技术是一门新兴的阵列信号处理技术,在很多领域都具有重要的理论意义和实用价值。以多重信号分类算法为代表的谱估计算法都具有很高的分辨力和估计精度,但其都是以阵列流型精确已知为前提达到的。但在实际系统中普遍存在误差,其中,阵元位置误差是硬件设计制作和系统安装引起的,它会使高分辨谱估计算法的性能严重恶化,甚至失效。限于当前的工艺水平,单纯从硬件设计制作方面去克服模型误差是有很大困难的,阵元位置误差就成了高分辨谱估计技术急需解决的一个难题。 本文对高精度测向技术实现过程中的阵列天线阵元位置误差问题进行了深入的研究,确定采用基于多重信号分类算法的不需准确已知信号源方位的校正算法。论文主要对常用的遗传算法进行了分析,其作为一种随机化搜索方法,应用广泛,但容易出现早熟现象,且局部寻优能力较差。在深入研究了模拟退火算法的基础之上,提出了一种遗传算法与模拟退火算法相结合的遗传模拟退火算法的阵元位置校正方法,在遗传算法运行中融入模拟退火算法算子,实现了模拟退火的良好局部搜索能力与遗传算法的全局搜索能力的结合;并引进最优保存策略,使算法能记忆最优个体。最后,将遗传模拟退火算法应用于阵列天线阵元位置校正。根据实际测向系统取得的数据对系统的天线位置进行了校正,实验取得较好的结果。实验结果表明,该算法可以有效校正阵元位置误差。


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