Алгоритмы приближенного решения задач оптимизации коротковолновых фазированных антенных решеток

Создание фазированных антенных решеток связано с решением многоэкстремальных задач оптимизации. Проект направлен на разработку специализированных алгоритмов решения многоэкстремальных задач квадратичного программирования с учетом специфики приложений в оптимизации возбуждения фазированных антенных решеток коротковолнового диапазона. В ходе выполнения проекта будет проведено исследование структуры локальных оптимумов различных частных случаев указанных задач, разработаны новые эвристические алгоритмы задач с использованием градиентных методов, методов дифференциальной эволюции и генетических алгоритмов. Предполагается, что разработанные алгоритмы будут способствовать улучшению энергетических параметров каналов связи КВ-диапазона и сокращению размеров антенных систем. В результате проведенного исследования были получены следующие результаты: Предложенный гибридный алгоритм дифференциальной эволюции отличается от известных ранее наличием процедуры адаптации штрафа, в которой учитывается возврат в допустимую область посредством масштабирования решения, что приводит к сокращению погрешности получаемых решений. Ранее при решении задач оптимизации направленности ФАР, как правило, не использовалась инвариантность основных свойств решений относительно равного сдвига фаз во всех излучателях. Однако, как показано в настоящей работе, учет такой инвариантности позволяет снизить размерность задачи и сократить среднее время счета решателя, основанного на методе ветвей и границ и локальном спуске. Впервые для задачи оптимизации направленности ФАР показано наличие кластеров из локальных оптимумов с одинаковым значением целевой функции и не эквивалентных относительно равного сдвига фаз во всех излучателях. Впервые обоснована целесообразность учета взаимного влияния излучателей при оптимизации направленности ФАР КВ диапазона.