運用迭代FFT算法優化平面稀疏陣列①

張 飛，黃 偉，陳客松

（電子科技大學 電子工程學院，四川 成都610054）

0 引 言

在許多實際工程應用中，只要求天線陣列有窄的掃描波束，而不要求有相應的增益。如高頻地面雷達天線、抗環境干擾的衛星接收天線和射電天文中的干涉陣列等。增益與照射口徑的面積有關，陣列波束寬度與口徑的最大尺寸有關，因此，可以采用稀疏陣列（即從規則的柵格中抽去天線單元或接匹配負載）的方法構造出一個降低增益的高方向性天線陣列，以較少的天線單元數達到掃描波束變窄、空間分辨率提高以及天線單元間互耦減弱等技術指標，從而大大降低生產成本［1]。陣列的周期性變稀會使陣列方向圖出現非常高的副瓣，稀疏陣列優化設計的主要目標就是實現旁瓣性能最優化，即盡可能的降低峰值旁瓣電平（PSL）。

近年來，隨著計算機技術的飛速發展，高效的陣列優化方法已成為研究熱點。用于平面稀疏陣列優化的算法主要有遺傳算法、模擬退火算法、粒子群算法以及最近出現的蟻群算法等。這些算法從本質上來說都是基于隨機性的自然算法，需要很長的運算時間才能得到優化結果。

介紹了一種基于迭代FFT算法的平面稀疏陣列優化方法。這是一種全新高效的優化方法。在稀疏陣列中，陣列因子與陣元激勵之間存在傅里葉變換關系，在旁瓣約束下，對初始陣元激勵進行少次迭代，就能使陣列的旁瓣性能得到顯著的優化。以陣列大小為10×20的矩形平面稀疏陣列作為優化實例，證實了該方法的高效性和穩健性。……