(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111362192.7 (22)申请日 2021.11.17 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114154403 A (43)申请公布日 2022.03.08 (73)专利权人 中国电子科技 集团公司第三十八 研究所 地址 230000 安徽省合肥市高新 技术开发 区香樟大道19 9号 (72)发明人 朱庆超　方佳　陶蕾　刘颂阳　 李子超　徐龙　张小林　金谋平　 (74)专利代理 机构 合肥昊晟德专利代理事务所 (普通合伙) 3415 3 专利代理师 何梓秋(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01) H01Q 21/00(2006.01) 审查员 郭一浓 (54)发明名称 一种共域多口径混合阵列天线布阵方法及 系统 (57)摘要 本发明公开了一种共域多口径混合阵列天 线布阵方法及系统， 属于阵列天线设计技术领 域， 包括： S1： 混合阵列参数初 始化； S2： 共域多口 径间距限制矩阵构建； S3： 共域多口径天线 寻址； S4： 优化算法迭代。 本发明可应用于多种口径阵 列天线阵元间距限制条件下有效排布 阵元的求 解问题， 大幅度提高了优化效率； 可进行阵列口 径扩展， 不仅适用于两个阵列混合排布优化， 可 适用于更多阵列混合排布优化， 有助于解决大型 复杂多阵列排布问题； 可将优化结果反馈， 指导 对区域口径尺 寸的调整， 优化时已结合实际阵元 尺寸， 优化结果具有工程实施性； 由本发明获得 的阵列天线具有低副瓣、 高增益特性， 应用于大 型地面成像雷达系统时， 可有效提高雷达的成像 精度和工作距离 。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 114154403 B 2022.12.16 CN 114154403 B 1.一种共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 混合阵列参数初始化 基于排布区域建立全局坐标系xoy， 设置备选阵元数量， 并将其与规定阵元数量叠加获 得混合阵列中各种阵元总数， 在排布区域范围内随机产生对应数量的初始位置点； S2： 共域多口径间距限制矩阵构建 根据步骤S 1中的备选阵元数和各种阵元总数依次构建共域多口径间距限制矩阵， 矩阵 数与阵列个数相同， 并将间距限制矩阵保存； S3： 共域多口径天线寻址 根据步骤S2中的间距限制矩阵， 依次对各种阵列天线阵元进行寻址， 寻址过程为网格 化点试， 寻址完成后确定各种阵列天线的阵元位置， 并判断寻址后的阵元是否存在不符合 间距矩阵的情况， 若没有， 则寻址过程有效； S4： 优化算法迭代 根据步骤S3 中寻址过程获得的混合阵列天线的阵元位置， 计算适应度值并代入改进型 粒子群算法中迭代进化， 新 一代生成的阵元均重复步骤S2 ～S3。 2.根据权利要求1所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 共域多 口径阵列天线包括至少2种口径的阵列天线， 假设2种阵列天线分别为阵列天线A1和阵列天 线A2， 2种阵列天线的待优化阵元数分别为n1和n2， 2种阵列天线的阵元尺寸分别为D1和D2， 初 始位置点的集合Pxy为阵列天线A1和阵列天线A2的初始阵元位置， 每个阵元的位置通过该点 在x轴和y轴上的投影值表示， Pxy包括x轴投影值Px和y轴投影值Py。 3.根据权利要求2所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 在所述 步骤S1中， 设置备选阵元数时， 2种阵列天线均设置备选阵元数， 备选阵元数为对应阵列规 定阵元数的15％， 阵列天线A1的阵元总数N1为n1*(1+15％),阵列天线A2的阵元总数N2为n2* (1+15％)。 4.根据权利要求3所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 在所述 步骤S2中， 共域多口径阵列天线间距限制矩阵包括矩阵M1～M4， 矩阵构建的具体过程如下： S21： 构建间距限制矩阵M1， 用于筛选初始阵元中不符合阵元间距要求的阵元； 先构建间距限制向量如下： 接着构建间距限制矩阵M1如下： 其中， T表示向量的转置； S22： 构建间距限制矩阵M2， 用于判断阵列A1寻址后阵列A1中阵元是否符合阵元间距要 求； 先构建间距限制向量如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114154403 B 2接着构建间距限制矩阵M2如下： S23： 构建间距限制矩阵M3， 用于筛选阵列A2中不符合阵元间距要求的阵元； 先构建间距限制向量如下： 接着构建间距限制矩阵M3如下： S24： 构建间距限制矩阵M4， 用于判断阵列A2寻址后中阵列A2中阵元是否符合阵元间距 要求； 先构建间距限制向量如下： 接着构建间距限制矩阵M4如下： 5.根据权利要求1所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 在所述 步骤S3中， 寻址过程为： 首先根据所述步骤S2中的间距限制矩阵找出阵列中不满足间距限 制条件的阵元组合， 接着将整个排布 区域用一张布满有效位置点的网格填充， 接着 固定阵 元组合中的一个阵元并将另一个阵元依次放置于网格中的有效位置点处， 最后判断阵元所 处有效位置点时不满足间距限制条件的阵元中是否包含该阵元， 若不包含该阵元， 则该阵 元寻址成功， 若包 含该阵元， 继续 放置于其余有效位置点处并重复上述过程。 6.根据权利要求5所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 在所述 步骤S3中， 在寻址过程中， 判断阵列中当前不符合间距限制条件的阵元数是否小于或等于 备选阵元数， 若 是， 停止寻址过程， 从当前阵元中去除不符合间距限制条件的阵元， 若不是， 继续进行 逐个阵元寻址， 直至当前不符合间距限制条件的阵元 数小于或等于备选阵元 数。 7.根据权利要求6所述的一种 共域多口径混合阵列天线布阵方法， 其特征在于： 在所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114154403 B 3