本文關鍵詞：陣列方向圖綜合技術及自適應波束形成算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：陣列方向圖綜合技術與自適應波束形成方法廣泛應用在雷達、電子對抗與偵察、遠程通信等領域。利用方向圖綜合及自適應波束形成技術手段,我們可以對特定的有用信號進行接收的同時,還能夠減少對不必要的區(qū)域進行波束掃描以提高功率利用效率;另外,還能夠對某些角度區(qū)域的干擾信號進行抑制。然而,隨著一些特殊情況下,為了滿足特殊陣列對信號處理提出的高要求,本文在總結簡單常規(guī)陣列方向圖綜合方法的同時,還針對共形陣下方向圖綜合及自適應波束形成技術的一些算法做了改進,使得波束形成效果更好。最后,對共形陣下穩(wěn)健自適應波束形成算法進行了研究并給出一種性能較優(yōu)的穩(wěn)健波束形成算法。這些算法均在共形陣模型下做了大量仿真實驗,實驗結果證明了本論文優(yōu)化算法的有效性。全文主要研究內容如下:第一,建立了簡單平面陣和任意陣信號接收模型,對比兩種陣列的差異性并分析共形陣模型特點,利用歐拉旋轉等坐標轉換方法推導出共形陣方向圖函數(shù)表達式,分析常規(guī)陣列方向圖綜合的幾種方法并做簡單仿真分析。第二,分析自適應波束形成器原理及三種優(yōu)化準則并做了仿真對比。在均勻線陣模型下,將這些優(yōu)化準則在有干擾信號條件下做了仿真對比。將自適應波束形成算法應用在圓柱陣中,在共形陣下做了基于LCMV和MUSIC的空間譜估計算法仿真,取得了一定的效果。仿真結果表明基于線性約束最小方差(LCMV)原理的波束形成器在本文研究的共形陣模型下具有優(yōu)越性。第三,當前大部分研究都是基于理想陣元而言,本文在考慮共形陣中不可避免的交叉極化問題介紹了一種降低交叉極化效應的交替投影算法,為了提高算法收斂性,給出了一種優(yōu)化的交替算法并將該算法在共形陣模型下進行仿真得到了較好的效果。第四,考慮現(xiàn)實中信號導向矢量存在失配的情況下,研究了一種基于對角加載的穩(wěn)健自適應波束形成(Robust Capon Beamforming,RCB)算法,它給出一種共形陣下確定加載量的方法并與不確定集球形約束RCB算法相比,還可以形成較低的副瓣電平,最后在共形陣下做了相應仿真實驗證明了該算法的有效性。
【關鍵詞】：陣列方向圖綜合 自適應波束形成 共形陣 對角加載
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN820.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意義10-12
• 1.2 發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要研究內容及結構安排13-15
• 第二章 陣列綜合基本理論15-30
• 2.1 簡單平面陣列天線接收模型15-18
• 2.1.1 均勻線陣方向圖15-16
• 2.1.2 均勻圓陣方向圖及其導向矢量16-18
• 2.2 共形陣接收模型18-24
• 2.2.1 共形陣方向圖的特點18-19
• 2.2.2 共形陣遠場極化定義和方向圖分析19-21
• 2.2.2.1 陣列天線極化概念19-20
• 2.2.2.2 共形陣極化方向圖20-21
• 2.2.3 共形陣遠場極化坐標轉換21-24
• 2.3 陣列方向圖綜合方法24-29
• 2.3.1 契比雪夫綜合法25-27
• 2.3.2 泰勒綜合法27-28
• 2.3.3 傅里葉級數(shù)法28
• 2.3.4 伍德沃德綜合法28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 自適應波束形成算法30-46
• 3.1 自適應波束形成原理30-31
• 3.2 自適應波束形成算法優(yōu)化準則31-33
• 3.2.1 輸出最大信噪比準則(MSNR)31-32
• 3.2.2 最小均方誤差準則(MMSE)32
• 3.2.3 線性約束最小方差準則（LCMV）32-33
• 3.3 Capon波束形成算法及空間譜估計33-36
• 3.3.1 Capon最小方差波束形成理論33-34
• 3.3.2 基于MUSIC空間譜估計算法34-36
• 3.4 基于共形陣的經典Capon自適應波束形成36-37
• 3.5 算法仿真實驗與分析37-45
• 3.5.1 均勻線陣下三種準則的波束形成算法仿真37-40
• 3.5.2 基于共形陣的Capon波束形成器和空間譜估計40-42
• 3.5.3 基于共形陣的自適應Capon波束形成算法仿真42-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第四章 共形陣方向圖綜合算法研究46-62
• 4.1 陣列方向圖綜合原則46
• 4.2 交替投影算法46-50
• 4.2.1 交替投影算法基本原理46-48
• 4.2.2 交替投影算法流程48-50
• 4.3 共形陣低副瓣方向圖的改進交替投影算法50
• 4.4 算法仿真驗證與結果分析50-61
• 4.4.1 均勻線陣下的方向圖綜合51-52
• 4.4.2 平面陣下的方向圖綜合52-57
• 4.4.3 共形圓柱陣下的方向圖57-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第五章 基于共形陣波束形成算法穩(wěn)健性研究62-75
• 5.1 對角加載穩(wěn)健波束形成算法62
• 5.2 不確定集球形約束的Capon穩(wěn)健波束形成(RCB)62-66
• 5.3 有效確定對角加載量的穩(wěn)健波束形成66-68
• 5.4 仿真實驗及結果分析68-73
• 5.4.1 線陣下穩(wěn)健波束形成算法68-71
• 5.4.2 共形陣下有效確定對角加載量的RCB算法71-73
• 5.5 本章小結73-75
• 第六章 總結與展望75-77
• 6.1 總結75
• 6.2 展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-82
• 攻讀碩士學位期間取得的成果82-83

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