基于遗传算法的星载合成孔径雷达天线方向图与模糊综合

该文针对改善星载合成孔径雷达(星载SAR)的模糊特性,以星载SAR的模糊度为目标函数,以天线方向图的主瓣宽度和副瓣电平为约束条件,应用遗传算法对天线方向图进行综合。仿真结果表明,这种方法很好地抑制了模糊度,同时控制了主瓣宽度和副瓣电平,对星载SAR系统设计具有实际意义。     

改进遗传算法应用于超低副瓣天线阵的综合设计

提出了一种改进的遗传算法.在同一代中对各个个体采用不重复交叉和不重复变异的策略和分别在交叉和变异后采用精英保留的策略,并改进了自适应规则.将该算法应用于实现线阵超低副瓣方向图.将各个天线单元的电流幅度和单元间距作为参量进行优化.给出了线阵天线单元在不同单元个数和不同间距条件下的优化结果.结果表明,该改进的遗传算法能够优化实现低于-40dB的超低副瓣,优于已有文献中遗传算法对天线阵副瓣的综合设计结果.     

采用FFT-PSO策略的多约束稀疏阵天线方向图综合

采用稀疏布阵的相控阵测控天线,阵元等幅激励时的阵列峰值副瓣电平无法满足指标要求.在考虑天线增益、半功率波束宽度等指标约束时设计了合适的适应度函数,并基于粒子群算法(PSO)对阵元激励幅度进行优化以降低天线副瓣电平.同时,分析了等间距栅格平面阵列天线方向图与离散傅里叶变换的关系,采用快速傅里叶变换(FFT)降低了阵列方向图计算复杂度.仿真结果表明,该方法可有效降低峰值副瓣电平和计算复杂度.     

遗传算法在扫描SAR波位设计中的应用

该文提出了用遗传算法计算天线相位加权的方法,实现了天线方向图展宽赋形,以满足星载SAR观测带的要求。另外,对天线方向图展宽赋形进行了仿真,然后根据展宽的方向图、扫描SAR系统参数和轨道参数,对距离和方位模糊度、系统灵敏度等指标进行了计算,给出了仿真计算结果;由这些指标,设计出了波位。仿真表明:在天线方向图展宽赋形中,用遗传算法计算天线相位加权的方法是可行的。     

基于粒子群算法的低副瓣螺旋天线设计

提出了一种单绕低副瓣螺旋天线的设计方法. 在单绕螺旋天线外加一个金属锥面来改变天线的辐射特性. 采用粒子群算法对影响天线方向图的参数,包括金属锥面两端的口径和长度进行了设计,以降低天线辐射方向图的最大副瓣电平. 仿真分析和实验测试结果说明在要求的1268.5±10 MHz频带范围内该天线驻波比小于1.15,天线方向图的最大副瓣电平低于-25 dB.     

亚马逊热带雨林星载SAR辐射定标算法

天线外定标是实现星载SAR天线方向图在轨测试的主要手段。天线方向图的准确测量，对星载SAR图像的应用具有重要作用。分布目标辐射定标在星载SAR天线方向图测试中受到广泛重视。亚马逊热带雨林的后向散射系数呈现大面积的均匀性和稳定性，故成为分布目标定标最主要的定标场。该文在分布目标定标原理的基础上，对基于亚马逊热带雨林的星载SAR天线方向图测量算法进行了研究，提出了采用K．Pearson统计量非参数假设检验的一致性处理算法，并采用Levenberg-Marquard算法（LM算法）估计俯仰向天线方向图模型参数。仿真数据验证了算法的可靠性和准确性。     

基于副瓣峰值控制的天线阵方向图综合

在干扰入射方向,自适应天线阵方向图会产生零陷,使副瓣电平降低。根据自适应阵列的这一特性,应用一种基于最大输出信噪比准则的改进自适应算法对天线阵进行方向图综合。假定有大量干扰信号施加到方向图副瓣区,通过只对副瓣峰值电平进行控制调整加权值,降低副瓣电平,得到满足副瓣要求的目标方向图,使算法得到简化。可以应用于不等间距直线阵列和矩形平面阵的方向图综合问题。考虑了阵元间的互耦及阵元方向图特性的影响。仿真结果证实了该算法是可行的。     

基于改进遗传算法的阵元失效校正方法

阵列天线中阵元失效,其方向图的副瓣电平会升高、主瓣变宽。保留遗传算法前期迭代的最优个体为新初始种群对遗传算法进行改进,以加快收敛速度和防止最佳染色体缺失。并利用基于优势保留的改进遗传算法,针对-40dB 的26 单元阵列,随机缺失3 单元后进行优化,恢复原方向图副瓣水平。结果表明,该算法能够有效减少阵元缺失后方向图的恶化。     

星载SAR天线方向图在轨测量技术发展现状与趋势

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)天线方向图不确定性是影响SAR 辐射精度的主要误差源,天线方向图在轨测量技术是星载SAR 定标的关键技术之一。该文综述了星载SAR 天线方向图在轨测量技术发展历程,分析了技术发展趋势,并对现有的在轨测量技术进行了分析比较,将为星载SAR 天线方向图在轨测试方案的设计提供重要参考。      

用遗传算法优化任意稀布率的平面阵列

通过给经典遗传算法(GA)的变异算子赋予新的功能,实现了任意稀布率的平面阵或线阵方向图的优化.研究了遗传算法参数和优化结果之间的关系,仿真结果表明,同时考虑峰值副瓣电平和波束宽度才能获得更满意的稀布结果.归纳得出一个平面稀布阵峰值副瓣电平的估计公式,并和随机稀布阵的公式进行了比较,数值结果表明该公式有一定的工程意义.     

基于波束优化赋形方法的斜视星载SAR模糊抑制研究

距离模糊和方位模糊会严重影响星载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的成像质量。现有的利用天线波束赋形来抑制模糊的方法在雷达正侧视成像时取得了优异的效果,但并不适用于雷达斜视的情况。针对这一问题,提出了一种基于平面阵列天线波束赋形的星载SAR二维模糊（距离和方位模糊）抑制方法。使用距离-方位模糊综合的模糊比（Ambiguity to Signal Ratio,ASR）指标来替代距离模糊比及方位模糊比,结合对不同斜视情形下天线波束变化的分析,充分考虑包含镜像模糊区在内的所有模糊区,建立了模糊比-天线权重优化模型。以模糊能量为目标函数、天线方向图掩模作为约束确立二次锥（Quadratic Cone Programming,QCP）优化问题,求解得到阵元幅度相位分布。仿真结果表明,所提方法可以通过调节模糊区对应的旁瓣幅值,灵活地抑制SAR斜视成像的距离和方位模糊,进而提高星载SAR的成像质量。     

OPTIMIZATION ON ANTENNA PATTERN OF SPACEBORNE SAR WITH IMPROVED NSGA-Ⅱ

Optimization of antenna array pattern used in a spaceborne Synthetic Aperture Radar (SAR) system is considered in this study. A robust evolutionary algorithm, Non-dominated Sorting Genetic Algorithms (the improved NSGA-Ⅱ), is applied on a spaceborne SAR antenna pattern design. The system consists of two objective functions with two constraints. Pareto fronts are generated as a result of multi-objective optimization. After being validated by a test problem ZDT4, the algorithms are used to synthesize spacebor...     

一种快速星载合成孔径雷达波束优化算法

针对星载合成孔径雷达(SAR),提出了一种快速的波束优化算法。该方法以快速傅里叶变换(FFT)为基础,对星载SAR的波束进行赋形,并压制了模糊区。利用快速傅里叶逆变换(IFFT)快速计算出方向图,然后和期望的方向图进行比较,对不满足期望方向图的区域,直接用期望方向图的值代替。重复上述操作,直到方向图满足设计要求。和原有的波束优化方法相比,该方法不做各种复杂操作,因而大大节省了优化时间,提高了速度。两个仿真结果都表明该方法实用、高效。     

星载SAR相控阵天线展开误差的模糊性能分析

根据星载SAR天线的特点建立了天线展开误差模型,定义了展开不平直度指标,基于成对回波理论推导了存在展开误差条件下天线方向图函数的表达式,推出单频天线展开误差分量与方位模糊度之间统计关系,给出了天线展开误差影响方位模糊度指标的上界.大量的计算机仿真验证了本文分析方法的正确性.     

多极化星载合成孔径雷达系统新工作方式及模糊分析

模糊是影响合成孔径雷达 (SAR)图像质量的主要因素之一,多极化星载SAR的系统设计要求尽可能地抑制模糊,提高图像质量。现有的多极化SAR系统极化时分工作方式虽然简单易行,但在高轨道星载条件下系统的距离模糊问题变得十分严重。为了有效地解决这一问题,该文提出极化频分和极化码分两种新的工作方式,并对它们进行了比较。计算表明这两种新的工作方式确实可以提高系统对模糊的抑制程度。     

An antenna pattern synthesis technique for spaceborne SARperformance optimization

An antenna pattern design technique for spaceborne synthetic aperture radars (SARs) that optimizes the signal-to-disturbance ratio is presented. It takes into account the ground reflectivity (relative to the transmitted frequency) and the viewing geometry (altitude and off-nadir angle). The technique makes use of the theory of adaptive arrays and takes advantage of a priori knowledge of the ambiguous echo power as a function of the geometry and average ground reflectivity. The optimized antenna weighting turns out to be complex, and asymmetrical patterns are generally obtained for a spaceborne SAR. The technique allows the achievement of better performance compared to the current design values, especially at large off-nadir angles     

基于脉内波束指向的单相位中心多波束星载SAR系统接收端DBF处理

该文将单相位中心多波束(SPCMB)星载SAR系统与脉内波束指向相结合,有效地解决了传统SPCMB- SAR系统方位模糊较大的问题。该文推导了接收端方位向、距离向及2维联合数字波束形成(DBF)的处理方法,并归纳出先方位向DBF后距离向DBF,先距离向DBF后方位向DBF,以及2维DBF 3种处理流程。同时分析了该系统的主要系统参数,对比了3种处理流程的数据率和计算复杂度。仿真验证了3种处理方法的有效性,并通过模糊度分析证明采用该系统能降低方位模糊和距离模糊,有效实现高分辨率宽测绘带成像。