In conventional antenna arrays, mutual coupling between antenna elements is often regarded as detrimental. However, under specific conditions, it can be harnessed to enhance the far-field directivity (i.e., beamforming gain). Theoretically, the directivity of an N-antenna superdirective array over the endfire direction can reach N^{2}, significantly exceeding the directivity of a traditional uncoupled array which is N over all directions. This paper investigates the potential of mutual coupling effects in movable antenna (MA) arrays for directivity enhancement. A low-complexity algorithm called Greedy Search and Gradient Descent (GS-GD) is proposed to optimize the antenna positions for maximizing the array directivity over any given direction, where the antenna positions are first selected sequentially from discrete grid points and then continuously refined through gradient descent (GD) optimization. Numerical results demonstrate that the optimized MA array design by exploiting the antenna coupling achieves significant directivity gains compared to the conventional uniform linear array (ULA) without antenna coupling over all directions. Additionally, the proposed GS-GD algorithm is shown to approach the global optimum closely in most directions.


翻译:在传统天线阵列中,天线单元间的互耦通常被视为不利因素。然而,在特定条件下,互耦效应可以被利用以增强远场方向性(即波束成形增益)。理论上,一个N天线超方向性阵列在端射方向上的方向性可达N^{2},显著超过传统无耦合阵列在所有方向上的方向性N。本文研究了可移动天线(MA)阵列中互耦效应在增强方向性方面的潜力。我们提出了一种称为贪婪搜索与梯度下降(GS-GD)的低复杂度算法,用于优化天线位置以最大化阵列在任意给定方向上的方向性。该算法首先从离散网格点中顺序选择天线位置,然后通过梯度下降(GD)优化进行连续精调。数值结果表明,通过利用天线耦合,优化后的MA阵列设计在所有方向上均比传统无耦合均匀线性阵列(ULA)实现了显著的方向性增益。此外,所提出的GS-GD算法在大多数方向上被证明能接近全局最优解。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向军用卫星通信的更具韧性方案
专知会员服务
15+阅读 · 1月30日
高分辨波达方位估计技术研究进展
专知会员服务
14+阅读 · 2025年2月3日
《无源雷达中的前向散射效应开发》31页报告
专知会员服务
19+阅读 · 2024年8月10日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
误差反向传播——CNN
统计学习与视觉计算组
31+阅读 · 2018年7月12日
论文笔记之attention mechanism专题1:SA-Net(CVPR 2018)
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
最新内容
大语言模型溯因推理的统一分类学与综述
专知会员服务
0+阅读 · 今天12:07
美/以-伊战争:停火与后续情景与影响分析
专知会员服务
3+阅读 · 4月11日
美国-以色列-伊朗战争:是否会动用地面部队?
美国协同作战飞机项目新型无人机发动机
专知会员服务
2+阅读 · 4月11日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员