阵列天线的遗传算法综合VIP专享VIP免费

。16耘第息盏烈羔龌Vo1．16，No．2】un．2001文章编号1005—0388(2001)02017205阵列天线的遗传算法综合马云辉中山学院电子系、广东中山528402)摘要提出了一种基于排序的实数码遗传算法并用于阵列无线的方向图综合。该算法对简单遗传算法的编码方式、选择策略、交叉和变异操作进行了改进，使搜索效率有了很太的提高，有效地避免了早期收敛。在实倒设计中体现出优起特性，获得了比有关文献更好的结果。关键词阵列天线遗传算法排序优化中图分类号TN820文献标识码ASynthesisofthearrayantennasusinggeneticalgorithmMAYtil1hui(D~partmentolElectrontls，Zhongshancollege-ZiumgshanGuangng58402-ChinaJAbstractArealcodedgeneticalgorithmbasedonsortingispresentedandappliedtOsynthesizingthearrayantennapatternbycontrollingonlythecurrentamplitudes．ThisMgorithmimprovesonencoding，selection，crossoverandmutationoperationsofSGA．Itenhancessearchingefficiencygreatly，andavoidseffectivelyprematureconvergence、Goodpropertyispresentinpracticaldesigns，theresultsobtainedarebetterthanthosereportedinthe[ileratures．Keywordsarrayantennasgeneticalgorithmsortoptimization1引言天线阵列综合的目的是确定阵元的电流幅值或相位或阵元位置，使天线阵的远区方向图满足一定的要求，如最大相对旁瓣电平接近某一数值，在给定方向生成一定深度的零点由于天线优化问题中的目标函数或约束条件呈多参数、非线性，不可微甚至不连续，因而基于梯度寻优技术的传统数值优化方法无法有效地求得工程上满意的结果近年来一种模拟自然进化的遗传算法(GeneticAlgorithm，简称GA)开始应用于电磁工程领域，成功地实现了阵列天线稀疏]．降低最大旁瓣电平．或通过控制阵元位置、激励电流相位与幅度进行方向图零点生成～尽管文献中采用的遗传算法是有效地，但遗传算法在天线阵列综合中的应用远未终结，如何构收稿日期：2000一∞一O2造能克服不成熟收敛、最后可准确求得全局最优解及收敛快的遗传算法仍然是有待深入研究的课题。本文就是一次尝试，提出了一种基于排序的实数码遗传算法并应用于唯幅度控制等间距线天线阵方向图综合，其中还包括了零点生成。由于采用了基于排序的选择方法和新颖的交叉与变异操作，有效地避免了早熟现象计算结果表明所提出的方法是有效地．也得到了比有关文献更好的结果。2排序遗传算法考虑如下非线性函数f(X)的全局优化问题minf()(1)式中．X(1．3-．⋯，)．．．<35<6．(一1，2．⋯)，d、b．为变量．的上下限。所以，问题(1)的可行解集n=维普资讯http://www.cqvip.com第2期马云辉：阵列天线的遗传算法综合l73{(1．z!，⋯，5g)<．<6．(一1．2，⋯，M)}CR在函数导数未知或求导困难的情况下，传统的优化算法不能解决这类问题；或者即使导数可求，但对于高度非线性多峰目标函数，传统的优化算法也易陷入局部极值点。而遗传算法在不需要其它信息的情况下能有效地求得非线性函数的全局最优解。2．1编码方式目前，遗传算法的编码方式主要有二进制位串式编码和十进制编码等。如果待求变量是离散的．则应采用二进制编码；但对于连续型变量．二进制编码的求解精度受染色体长度的限制，长度过短会影响最优解质量，长度过长又会增大搜索空间，降低效率．并且还需进行二进制解码．增加了计算量。因此，对于连续型变量的非线性函数优化问题．宜采用十进制编码方式．直接将待求变量依次排列构成染色体，即染色体V可表示为2．2选择这里采用基于排序的选择机制，其方法是先将群体中的染色体由好到坏排序，即序号越小，相应的染色体越优，并定义序号i对应的染色体V．被选中的概率A为一丽1+(gen)丙popsizep0]-五1莉2i(2)式中，popsize为种群规模，a(gen)是世代数gen的函数，其数值决定了种群中相邻染色体选择概率相差的大小在进化的初期，为了防止少数局部最优解迅速占据群体所造成的早熟现象．a(gen)宜取较小的数值，以保持群体的多样性；在进化的中后期，染色体间的竞争力减弱，为了防止由此造成的随机搜索趋势．应取较大的值。本文rfla(gen)是分段不连续函数例如【0．2，0≤gen...