遗传算法在星载数传天线优化设计中的应用✴

张新刚，吴刚，钟鹰

（中国空间技术研究院西安分院，西安710100）

遗传算法在星载数传天线优化设计中的应用✴

张新刚，吴刚，钟鹰

（中国空间技术研究院西安分院，西安710100）

为使星载赋形反射面数传天线的增益满足指标要求，采用改进的实数编码遗传算法对其进行了优化设计。首先基于几何光学原理得到反射面中截线的初始形状，然后采用Newton插值函数对中截线进行拟合并把插值函数的系数作为优化变量，最终利用改进的遗传算法对优化变量进行调整来获得理想的赋形波束。为证明此方法的有效性，对一个X频段赋形反射面天线进行了优化设计，并与基于几何光学原理综合算法所得结果进行了对比。数值仿真结果表明：该方法不仅能够保证覆盖角域内任意一点的增益均高于设计指标要求，而且使天线在最大覆盖角度处的增益达到了7 dBi，提高了天线系统的性能。

遥感卫星；数据传输；反射面天线；遗传算法；赋形波束；优化设计

1 引言

600～1 000 km轨道高度是多种遥感卫星通用的轨道，为了使地面覆盖区域内接收信号电平不随卫星位置变动，数传天线的辐射方向图应能弥补星地间传输途径的空衰变化，这种波束称为地球匹配波束。20世纪80年代，我国开始研制传输型遥感卫星，数传天线也同时起步。最初为了减缓卫星总装布局的困难，采用结构紧凑的背射双线螺旋天线［1］或波导十字缝阵组合天线来实现波束赋形。虽然也达到了当时国际上赋形反射面天线类同的性能与功能，但是功率耐受和最大指向圆锥面辐射对称性问题限制了这两种天线的应用。……