基于MATLAB的遗传算法及其在稀布阵列天线中的应用，毫米波雷达天线，稀疏阵优化，matlab源代码

这是一份模拟了阵列输入信号及噪声，并验证了相对于阵列接收到的信号，阵列输出信号可以将信噪比提高M倍，其中M为阵列的阵元个数的代码。 代码中可以随意修改阵元个数、阵元间距、波束指向角度、信号频率等。 代码中关键部分均含有文字注释，完全不必担心看不懂。 无论是从仿真波形，还是计算的信噪比结果均能看出阵元数为M的阵列将信号的信噪比提高了M倍。

内容概要：本文详细探讨了遗传算法（GA）在笔状阵列天线优化中的应用与实现。笔状阵列天线优化是一个复杂的多目标优化问题，涉及天线增益、方向图性能等指标。遗传算法作为一种模拟自然选择和遗传机制的优化方法，适用于解决这类高维、非线性问题。文中介绍了遗传算法的基本原理、流程，并给出了MATLAB源代码和运行步骤。实验结果显示，遗传算法能有效优化笔状阵列天线的性能，提高了天线的设计质量。 适合人群：天线设计和信号处理领域的研究人员、工程师以及高校相关专业的学生。 使用场景及目标：本文适用于需要对笔状阵列天线进行优化设计的场景，旨在通过遗传算法寻找最佳天线参数配置，提高天线的整体性能。 其他说明：遗传算法不仅可以在单目标优化中发挥重要作用，还可在多目标优化、约束优化等问题中进一步应用和发展。此外，该方法也可扩展应用于其他类型的天线设计，如三维阵列天线、共形阵列天线等。

全球定位系统（英文名：Global Positioning System，简称GPS），又称全球卫星定位系统，中文简称为“球位系”，是一个结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距的中距离圆型轨道卫星导航系统。

以微带阵列天线的空腔模型分析法为基础，完成了LS波段的4元线极化微带阵列天线的设计。利用HISS仿真软件构建了阵列天线的物理模型．利用HFSS宏定义优化了天线的尺寸参教，通过数据后处理得出了驻波比、反射系数、增益方向Iit和电场方向图等曲线。仿真设计结果表明，该4元微带阵列天线各项性能良好．满足天线工程的需要。

§5.4 相控阵天线的方向性系数 平面阵列天线的方向性系数前面已经讨论过，只不过这里作了详细推导。 216

摘要：将电磁矢量传感器(EVS,electromagnetic vetor sensor)信号处理法与传统MIMO信号处理有机地结合，建立了基于EVS的多天线三维信道模型。采用多重信号分类(MUSIC,multiple signal classification)算法对MIMO的达波信号方向(DOA,direction of arrival)进行空间谱估计，导出基于EVS的三维空间信道解析式，阐明了EVS信号处理与MIMO多径信道相关性的关系。与传统标量传感器阵列(SSA,scalar sensor array)MIMO天线阵列比较，EVS阵列能获取达波信号的多维极化信息，同时具有空间域和极化信号处理能力。因此可缓解空间多径信道相关性，使空间极化分量的相关性趋于零值，而且使MIMO系统性能受空间结构的影响较小。理论分析和仿真结果表明在提高MIMO天线系统性能上，基于EVS阵列的系统比SSA系统具有更高的优越性。

本文首先研究了一种可用于Ku波段卫星通信的宽频带双极化微带天线阵的设 计。双极化微带单元采用两个相互垂直的“H”形槽耦合馈电的结构，天线两种正交 的线极化状态分别由两个。H”形口径产生。结果显示这种结构的天线频带宽、隔离 度高，交叉极化性能也很好。然后利用此双极化单元分别设计了并联馈电及串联馈电 的八元均匀直线阵。之后还设计了两种方式馈电的低副瓣电平一维阵列，详细介绍了 不等分馈电网络的设计，仿真的结果表明，天线阵性能满足设计要求。此后，基于阵 列天线的基本理论，详细分析了以八元一维阵为子阵的平面阵。 本文另一部分主要的工作是基于遗传算法的阵列天线综合，遗传算法以其独特的 优点，很适合于解决天线阵综合这类复杂的非线性优化问题。本文在遗传算法原理和 传统综合方法的研究基础上，重点研究了实数遗传算法在阵列天线低副瓣综合、方向 图赋形综合和方向图置零这三类综合问题中的应用，并给出了不同条件下的仿真算 例，计算结果表明，基于遗传算法的阵列综合达到了很好的效果。

(1) 等副瓣电平； (2) 在相同副瓣电平和相同阵列长度下主瓣 窄，称为 佳阵列； (3) 单元数多，且副瓣电平要求不是很低时，阵列两端单元激励幅度跳变大，使 馈电困难。 在此之前我们分析的阵列天线，其副瓣电平均较高。为了使雷达系统具有较 高的抗干扰、抗反辐射导弹等的能力，往往要求雷达天线的副瓣尽量低。采用道 尔夫—切比雪夫综合法、泰勒综合法等设计的阵列天线就可实现低副瓣。 2.1.1 用单位圆说明实现低副瓣阵列的概念 在第一章§1.7 节利用谢昆诺夫单位圆分析等间距阵列天线中，阐述了阵列

本文围绕平面反射阵天线设计中双频的问题进行了深入探讨和研究，提出一种新型的Ku/Ka平面反射阵列天线单元，并针对双频单元之间相互耦合的问题创新性地提出一种耦合抑制结构，获得了良好的耦合抑制效果，最后将双频单元应用于双平面反射阵列天线设计中，并对其展开了实验研究。本文研究主要内容如下： 1. 针对双频单元共面的要求，在综合考虑单元的移相性能之后分别提出一种采用双层结构设计的工作在Ku和Ka两个频段的单元。 2. 为了抑制两个频段单元之间的相互耦合的影响实现双频的功能，创新性地提出一种添加固定环抑制单元耦合的设计思路，并且对该思路进行了验证。 3. 对平面反射阵天线涉及到的原理、移相单元类型及常用分析方法作了比较系统的总结（平面反射阵天线工作原理、几何光学法和单元移相特性分析方法），为双频单元的设计提供了理论指导和技术支持。 4. 对设计的Ku/Ka双平面反射阵天线进行了实物加工并在老师指导下完成了测试工作，验证了平面反射阵天线与卡塞格伦天线结合的思路的可行性。