基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合.pdf

第33卷第12期
电子与信息学报
Vol. 33N012
20
11年12月
Journal of Electronics& Inforrnation Technology
Dec.2011
基于自适应遗传算法的星载SAR天线方向图与模糊综合
邓云凯
中国科学院电子学研究所北京100190)
(中国科学院研究生院北京1003
摘要:该文针对改善星载合成孔径蛋达(SAR)的模糊特性,提出了一种自适应遗传算法。该算法同时对模糊和方
向图进行优化。首先确定椟糊区域,然后以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平(包括星载SAR模糊区域的副瓣电平
为目标函数,应用自适应遗传算法对天线方向图进行综合。为了避免早熟的现象,在该算法中,交叉概率、变异概
率和变异范围同时进行了自适应的变化。和非自适应遗传算法相比较,该算法迭代步骤少,收敛速度快。仿真结果
表明,模糊度得到了很好的抑制,对星载SAR系统设计具有实际意义。
关键词:星载合成孔径达;阵列天线;波束优化;遗传算法;模糊
中图分类号:TN959.74
文献标识码:A
文章编号:1009-5896(2011)12-2825-06
DOI:10.3724/SP.J.1146.201.00375
Antenna Pattern and Ambiguity Synthesis of Spaceborne
SAR Based on an Adaptive Genetic Algorithm
Shi Li
Deng Yun-ka
(nstitute of Eleetronics, Chinese Academy of Sciences, Beging 100190, China)
Graduate University, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)
Abstract In order to improve the Ambiguity-to-signal Ratio (ASR)of spaceborne SAR, an adaptive Gcnetic
Algorithm(GA )is proposed in this paper. By using the algorithm, ASR and antenna pattern are optimized
simultaneously. Firstly, the ambiguity areas are determined, then the beamwidth and the side lobe level(including
the side lobe level in the ambiguity areas of spaceborne SAR)of the antenna pattern are regarded as the objective
function to synthesis the antenna pattern by using the adaptive GA In order to avoid premature convergence, the
crossover rate, the Nutation rate and the mutation range are simultaneously adaptive during the optimization
process. Compared to non-adaptive GA, the adaptive GA requires less iteration to converge and converges faster
The simulation results show that the ambiguity is depressed well via this method, which is quite useful to
spaceborne SAR system designing
Key words: Spaceborne SAR; Array antennas; Beam optimization; Genetic Algorithm(GA); Ambiguity
引言
国内外对天线方向图的综合提出了很多方法。例如
星载SAR设计中模糊特性是必须考虑的重要因文献2,3使用数值方法对方向图进行了综合。文献
素。众所周知,选择合适的脉冲重复频率(PRF)对2把幅度方向图和相位方向图作为辅助函数,由此
设计者米说是一项非常重要的工作,然而该参数的得出天线单元的复数激励值。文献3结合空时分组
选择总是受到其他因素的制约,模糊比(ASR)就是编吗,提出了自适应的波束赋形算法、。文献提出
其中之一。而且模糊影响了图像的质量,虽然图像了设计任意形状口径综合平项方向图的方法。文献
处理可以在一定程度上弥补这种缺陷,但模糊特性5-1利用遗传算法对相控阵天线单元的相位和幅
的改善对提高图像质量是很有意义的。
度进行了校正并对方向图进行了综合。
天线方向图综合是改善星载SAR模糊特性的
本文提出了一种自适应遗传算法,与文献[2-1
个重要途径,通过天线方向图综合使模糊特性得到
相比,本文的方法既优化了方向图,又优化了ASR
改善,PRF的选择就会变得更为灵活。近年来,而且在原有遗传算法的基础上,加入了自适应的模
块,使得交叉概率、变异概率和变异范围在优化过
2011-0419收到,2011-07-12改回
程中自适应变化。与非自适应的遗传方法比较,该
国家863计划项目(2009A705061-3)资助课题
方法具有迭代步骤少,收敛速度快的优点。该文以
*通信作者:石力shilisl@yahoo.com,cn