基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法

《基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第２１卷第５期载人航天Ｖｏｌ.２１Ｎｏ.５２０１５年９月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＳｅｐ.２０１５基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法１２１１夏双志,徐秀成,郭肃丽,耿虎军(１.中国电子科技集团公司第五十四研究所,石家庄０５００８１ꎻ２.西安卫星测控中心佳木斯测控站,佳木斯１５４００３)摘要:为了提高深空大规模天线阵布局优化的效率，提出了一种基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法。提出的天线阵布局优化算法首先利用目标函数的对称性质降低计算复杂度，接着交替迭代地对天线阵各天线单元位置进行优化，在交替迭代优化过程中随机地选取待优化的天线序号，各天线单元位置的移动总

2、是使得在当前尺度因子情况下天线阵合成波束方向图最大旁瓣最小，且在各天线单元位置的移动中加入与当前尺度因子成比例的随机扰动，使得提出的天线阵布局优化算法能够较快地收敛到较优的天线阵布局结果。计算机仿真实验表明提出的基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法能够较快地收敛到较优的结果。关键词:深空测控通信；组阵；布局；交替迭代中图分类号:Ｖ５５６文献标识码:Ａ文章编号:１６７４-５８２５(２０１５)０５-０５１６-０６ＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＤｅｅｐＳｐａｃｅＡｎｔｅｎｎａＡｒｒａｙＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＡｌｔｅｒｎａｔｅＩｔｅｒａｔｉｏ

3、ｎ１２１１ＸＩＡＳｈｕａｎｇｚｈｉ，ＸＵＸｉｕｃｈｅｎｇ，ＧＵＯＳｕｌｉ，ＧＥＮＧＨｕｊｕｎ(１.Ｔｈｅ５４ｔｈＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００８１，Ｃｈｉｎａ；２.Ｘｉ’ａｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒＪｉａｍｕｓｉＳｔａｔｉｏｎ，Ｊｉａｍｕｓｉ１５４００３，Ｃｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐｓｐａｃｅａｎ

4、ｔｅｎｎａａｒｒａｙ，ａｎｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅｂａｓｅｄｏｎａｌｔｅｒｎａｔｅｉｔｅｒａｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｕｔｉｌｉｚｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｍ-ｐｌｅｘｉｔｙ.Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆａｎｔｅｎｎａｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆａｌｔｅｒｎａｔｅｉｔｅｒａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｏｐｔｉｍｉ

5、ｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｗｈｅｒｅｔｈｅａｎｔｅｎｎａｔｏｂｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗａｓｒａｎｄｏｍｌｙｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｔｈｅｆｉｎａｌｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｅａｃｈａｎｔｅｎｎａｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｔｈｅｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｘｉｍａｌｓｉｄｅｌｏｂｅｏｆｔｈｅｂｅａｍ-ｆｏｒｍｉｎｇｐａｔｔｅｒｎｏｆｔｈｅａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｃａｌｅｆａｃｔｏｒｗｉｔｈｒａｎｄｏｍｍｏｖｅｍｅｎｔ.Ｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒ

6、ｏｃｅｄｕｒｅｃａｎｃｏｎｖｅｒｇｅｔｏｗａｒｄｇｏｏｄｒｅｓｕｌｔａｔｑｕｉｃｋｓｐｅｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｄｅｅｐｓｐａｃｅＴＴ＆Ｃ；ａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙ；ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ａｌｔｅｒｎａｔｅｉｔｅｒａｔｉｏｎ美国喷气推进实验室采取天线阵的方式接收含１引言有射电星背景干扰的航天器信号,然后对各天线在深空探测任务中,由于通信距离遥远,导接收的信号进行合成ꎻ对地基深空站而言,一种致接收信号十分微弱ꎻ因此,提高接收信号信噪必然的技术途径就是通过地面大量小天线组阵[１][２-４]比就成为深空探测中的一项关键技术。增大来获得更高的增益。地

7、面站天线口径是提高接收信号信噪比的有效与现有射电天文阵列的合成孔径成像的目手段,然而大口径天线成本非常高,且最大天线的不同,深空天线阵的首要目的是信息传输。然[１]口径的设计已经接近极限。为了提高信噪比,而,当天线单元间距超过某一临界尺寸,在阵因收稿日期:２０１５-０１-１２ꎻ修回日期:２０１５-０４-２７基金项目:总装备部十二五预研项目(Ｅ１２０６１２１)作者简介:夏双志(１９８４-),男,博士,工程师,研究方向为航天测控、目标检测和跟踪。Ｅ-ｍａｉｌ:ｘｉａｓｈｚｈ＠１６３.ｃｏｍ第５期夏双志,等.基于交替迭代的深空天线阵布局优化算法５１７子中就会产生栅瓣。