雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备技术方案

本申请提供一种雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备，所述方法包括：获取天线分布的分析要素，所述分析要素包括发射天线的个数、接收天线的个数、天线板尺寸和天线的中心频率；确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式；对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局。本申请在输入了所需要的分析参数之后，会自行找到系统的最优位置解，很大程度的缩短了系统人员的布局设计时间。缩短了系统人员的布局设计时间。缩短了系统人员的布局设计时间。

【技术实现步骤摘要】
雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备


[0001]本申请属于天线设计的
，涉及一种天线布局方法，特别是涉及一种雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备。

技术介绍

[0002]目前，在自动驾驶系统等场景中，雷达是重要的组成部分，而雷达中的天线布局决定着雷达的探测精度，天线布局的指标例如包括雷达的测角精度和雷达探测的目标分辨程度。
[0003]现在的雷达天线布局，大多数由多发、多收的天线布局中计算出天线系统的虚拟布局。而从虚拟布局中，可以获知雷达中天线系统的波束宽度，系统副瓣等指标，进一步地这些指标又决定着雷达的性能。但是由于天线在系统板上位置的随意性，因此很难找到一个最优系统布局方案。现有的雷达天线布局，多为比较基础和简单的系统布局，被挑选出的系统布局有很大概率并不是系统布局的最优方案。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备，用于解决雷达天线最优布局的问题。
[0005]本申请实施例第一方面提供一种雷达天线的布局方法，所述方法包括：获取天线分布的分析要素，所述分析要素包括发射天线的个数、接收天线的个数、天线板尺寸和天线的中心频率；确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式；对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局。
[0006]在第一方面的一种实现方式中，所述确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式的步骤，包括：确定需要排布的天线之间的距离；其中，对所述距离进行取整操作后，将取整后的结果作为所述天线放置的位置的种类数量；基于所述距离得到所有的虚拟阵元排布方式；按照所有虚拟阵元不重合的布局限制，由所有的虚拟阵元排布方式中确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式。
[0007]在第一方面的一种实现方式中，所述对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局的步骤，包括：确定天线系统的副瓣和波束宽度，根据所有的副瓣确定最高副瓣；将所述最高副瓣和所述波束宽度作为衡量每一种天线布局的优良指标，进行定向优化；通过定向优化的逐步逼近计算最终的迭代结果，进而确定所述天线最优布局。
[0008]在第一方面的一种实现方式中，所述确定天线系统的副瓣和波束宽度的步骤，包括：通过天线系统的阵因子确定天线系统的副瓣和波束宽度；其中，天线系统的阵因子为：TX
n
表示发射天线的个数，RX
n
表示接收天线的个数，j表示虚数单位，k表示波数，λ表示波长，Af[n]表示收发天线排列组合位置的集合，θ
为观测方向。
[0009]在第一方面的一种实现方式中，所述将所述最高副瓣和所述波束宽度作为衡量每一种天线布局的优良指标，进行定向优化的步骤，包括：根据所述最高副瓣确定第一衡量函数，根据所述波束宽度确定第二衡量函数；将所述第二衡量函数设置为第一优先级，确定能够满足所述第二衡量函数的天线布局的第一衡量函数的最小值；基于所述第一衡量函数的最小值进行定向优化。
[0010]在第一方面的一种实现方式中，所述将所述第二衡量函数设置为第一优先级，确定能够满足所述第二衡量函数的天线布局的第一衡量函数的最小值的步骤，包括：进行初始样本群体选择，在利用所述第二衡量函数进行计算后，由第一衡量函数中选取预定个数的天线布局的组合；根据选取的组合得到阵因子方向图；基于所述阵因子方向图，确定能够满足所述第二衡量函数的天线布局的第一衡量函数的最小值。
[0011]在第一方面的一种实现方式中，所述进行初始样本群体选择，在利用所述第二衡量函数进行计算后，由第一衡量函数中选取预定个数的天线布局的组合的步骤，包括：响应于未确定天线布局的优良区间，令天线布局的组合随机遍布于目标函数之间，其分布为均匀分布；响应于已确定天线布局的优良区间，所述天线布局的组合为不均匀分布方式。
[0012]在第一方面的一种实现方式中，所述基于所述阵因子方向图，确定能够满足所述第二衡量函数的天线布局的第一衡量函数的最小值的步骤，包括：定义初始迭代参数，所述初始迭代参数包括初始布置的位置边界、最优点收敛速度边界、全局加速度、局部加速度和惯性权重；针对第一次得到的天线布局的组合，取其中的最小值作为第一次全局最优和第一次局部最优，结合所述初始迭代参数进行第一次迭代；更新第一次迭代后的速度；确定迭代完成之后的位置数据，根据所述位置数据确定第一衡量函数的最小值，作为所述最优天线布局。
[0013]本申请实施例第二方面提供一种雷达天线的布局系统，所述系统包括：分析要素获取模块，被配置为获取天线分布的分析要素，所述分析要素包括发射天线的个数、接收天线的个数、天线板尺寸和天线的中心频率；排布方式确定模块，被配置为确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式；天线布局优化模块，被配置为对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局。
[0014]本申请实施例第三方面提供一种电子设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行所述的方法。
[0015]本申请实施例第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的方法。
[0016]如上所述，本申请所述的雷达天线的布局方法、系统、存储介质及电子设备，具有以下
[0017]有益效果：
[0018]本申请可以实现将所有布局方式涵盖在现有系统布局体系内。可以进行系统布局的自主优化以及参数的定向优化。
[0019]本申请对于天线系统的布局，计算方法具有速度快的特点，并且运用多种离散值迭代向最优值有着明显的速度优势。对于系统布局的可能性，所考虑到的系统布局方式非
常广泛，涵盖面更广。本申请无需人员干预，可借由电子设备直接计算出天线系统的布局，极大的节省了研发人员的时间成本。
附图说明
[0020]图1显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的应用场景示意图。
[0021]图2显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的原理流程图。
[0022]图3显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的排布方式确定流程图。
[0023]图4显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的布局优化流程图。
[0024]图5显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的最高副瓣函数图。
[0025]图6显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的适应度函数图。
[0026]图7显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局方法的迭代后最终系统图。
[0027]图8显示为本申请实施例所述的雷达天线的布局系统的结构原理图。
[0028]图9显示为本申请实施例所述的电子设备的结构连接示意图。
[0029]元件标号说明
[0030]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
雷达天线的布局系统...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达天线的布局方法，其特征在于，所述方法包括：获取天线分布的分析要素，所述分析要素包括发射天线的个数、接收天线的个数、天线板尺寸和天线的中心频率；确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式；对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式的步骤，包括：确定需要排布的天线之间的距离；其中，对所述距离进行取整操作后，将取整后的结果作为所述天线放置的位置的种类数量；基于所述距离得到所有的虚拟阵元排布方式；按照所有虚拟阵元不重合的布局限制，由所有的虚拟阵元排布方式中确定出所有符合所述分析要素的天线排布方式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所有符合所述分析要素的天线排布方式进行定向优化迭代，根据迭代结果确定天线最优布局的步骤，包括：确定天线系统的副瓣和波束宽度，根据所有的副瓣确定最高副瓣；将所述最高副瓣和所述波束宽度作为衡量每一种天线布局的优良指标，进行定向优化；通过定向优化的逐步逼近计算最终的迭代结果，进而确定所述天线最优布局。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定天线系统的副瓣和波束宽度的步骤，包括：通过天线系统的阵因子确定天线系统的副瓣和波束宽度；其中，天线系统的阵因子为：TX
n
表示发射天线的个数，RX
n
表示接收天线的个数，j表示虚数单位，k表示波数，λ表示波长，Af[n]表示收发天线排列组合位置的集合，θ为观测方向。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述最高副瓣和所述波束宽度作为衡量每一种天线布局的优良指标，进行定向优化的步骤，包括：根据所述最高副瓣确定第一衡量函数，根据所述波束宽度确定第二衡量函数；将所述第二衡量函数设置为第一优先级，确定能够满足所述第二衡量函数的天线布局的第一衡量函数的最小值；基于所述第一衡量函数的最小值进行定向优化。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述第二衡量函数设置为第一优先级，确定能够满足所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张韩飞，何月，
申请(专利权)人：纵目科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：