机载多功能共享孔径天线的共形交错稀疏优化布阵

基于孔径空分复用的交错稀疏布阵是实现机载多功能共享孔径天线的有效途径。现有的交错稀疏布阵方法主要针对线阵和平面阵展开，对于与载机共形、非平面的交错稀疏布阵方法还鲜有报道。本项目围绕机载"同时多波束天线"、"宽带天线"和"极化捷变天线"的技术实现，针对三维曲面交错稀疏共形阵列天线的优化布阵及其固有误差校正展开研究。拟将代数几何中的"格理论"引入到单元方向图差异条件下曲面交错稀疏优化布阵的研究中，实现子阵方向图近似一致的曲面交错稀疏布阵，为"同时多波束"和工作频带的宽带覆盖奠定基础；拟将单元极化形式/方向图的优化分集引入到共形交错稀疏布阵的优化设计中，实现极化捷变天线和交错子阵探测定位性能的优化；拟通过"增广互耦矩阵"的参数化估计实现交错稀疏子阵内和子阵间互耦效应的联合补偿；拟将空时二维谱估计和辅助阵元法引入到共形天线大尺度、时变形状误差校正中，实现平台机械变形和振动对数据模型影响的有效补偿。

基于孔径空分复用的交错稀疏布阵是实现多功能共享孔径天线的有效途径。实现阵列稀疏设计与交错机制的有效折衷是阵列天线交错稀疏优化布阵中面临的主要难题。本项目围绕交错稀疏阵列天线的优化设计和应用，采用先进的生物进化算法、压缩感知理论和多任务学习理论，针对稀疏阵列天线优化设计，稀疏阵列天线交错布阵机制、多功能交错稀疏阵列天线的应用、共形天线的波达方向估计以及交错稀疏阵列天线误差校正进行了较深入的研究。取得的主要研究成果包括：（1）以副瓣电平为优化目标，采用模拟退火粒子群算法实现了对同心圆阵、3D锥面阵的稀疏优化设计；（2）以稀疏阵列天线单元数目最小为目标，基于矩阵酉变换和多任务学习实现了阵列稀疏优化布阵；（3）提出了差集理论与遗传算法相结合的稀疏阵列天线交错机制（4）通过引入稀疏优化学习中的区域约束，提出了基于改进贝叶斯压缩感知理论的稀疏阵列天线交错机制；（5）通过子阵频谱能量的均匀分配，提出基于迭代FFT算法的稀疏阵列天线交错机制；（6）提出了基于交错稀疏阵列结构的宽带天线设计方法；（7）提出了基于多任务学习理论和叶斯压缩感知理论的可重构天线设计方法；（8）提出了共形阵列天线DOA与极化参数的联合估计方法；（9）提出了交错稀疏阵列结构互耦及其位置校正方法。课题取得的一系列有特色、较有影响的研究成果为我国实用化的交错稀疏阵列结构设计及其应用奠定了相关理论基础。