关于矩形平面阵列天线旁瓣电平优化的遗传算法解析

简介：
本研究探讨了利用遗传算法对矩形平面阵列天线进行旁瓣电平优化的方法，详细解析了算法原理及其在实际应用中的效果。 一、引言 天线的相对旁瓣电平是衡量其性能的关键指标之一，在给定天线形状与阵元数量的前提下，如何合理选择各阵元间距、馈电流幅值及相位以最大限度地降低旁瓣电平成为阵列天线设计中的重要课题。对于结构复杂的大型阵列天线而言，传统的解析方法（如道尔夫-切比雪夫综合法等）难以适用，采用数值分析更为合适。 然而，在处理天线优化问题时，目标函数或约束条件往往具有多参数、非线性以及不可微等特点，这使得基于梯度寻优的传统数值优化技术难以获得满意的工程解。近年来，一种模拟自然进化的遗传算法开始在计算电磁学领域得到应用，并展示出其独特优势。该方法仅要求问题可被计算机求解，无需额外的约束条件如连续性和可微性等限制；此外，通过引入随机机制进行搜索优化，它能够有效应对复杂多变的设计需求。 综上所述，在面对大规模阵列天线设计挑战时，遗传算法提供了一种新颖且有效的解决方案。