本文關鍵詞：基于子陣列的陣列發(fā)射波束形成方法研究

  更多相關文章： 子陣級 波束形成 穩(wěn)健波束形成 受損陣元檢測 頻控陣 信干噪比

【摘要】：基于子陣級的波束形成技術是將天線陣列劃分成若干個規(guī)模較小的子陣列,將每一個單獨的子陣列視為一個接收的數(shù)據(jù)通道,并利用每一個子陣列進行波束形成。與傳統(tǒng)的陣元級的波束形成不同,子陣級的波束形成能有效降低運算復雜度、軟硬件實現(xiàn)成本,以及系統(tǒng)的實現(xiàn)難度等。針對現(xiàn)有的很多子陣級波束形成算法所存在的缺陷:無法消除失配問題對波束形成性能的影響,雷達系統(tǒng)自由度較低,所適用的雷達系統(tǒng)模型現(xiàn)在僅受限于相控陣模型等。本文研究了子陣級波束形成算法的穩(wěn)健性問題、子陣列中受損陣元檢測、提高陣列自由度問題以及頻控陣子陣級波束形成方法。本位的工作內容主要包括如下四個方面:1、提出兩種穩(wěn)健的子陣級自適應波束形成算法。針對現(xiàn)有的子陣級自適應波束形成算法中存在的失配問題以及由訓練數(shù)據(jù)統(tǒng)計特性不完全導致的波束形成性能下降這一缺陷,本文系統(tǒng)的研究了這一問題,并提出了相應的穩(wěn)健的自適應波束形成算法—子陣級對角加載穩(wěn)健波束形成算法和子陣級線性約束最小功率波束形成算法,可有效提高子陣級波束形成器的波束形成性能以及輸出的信干噪比(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio,SINR)。2、提出一種快捷有效的檢測陣列中受損陣元位置的方法。當陣列中存在受損陣元時,會損失很多有用的信息,從而導致雷達天線陣列的波束形成性能下降。鑒于已有的檢測受損陣元的方法存在一些諸如檢測方法復雜,檢測所耗費的時間較長等弊端。本文提出一種基于差分陣列處理思想的受損陣元檢測方法。在同樣受損條件下,該方法能比現(xiàn)有的常用方法更快更準確的確定受損陣元的位置。3、提出一種有效的增加陣列整體自由度的方法。在實際應用中,通常會需要陣列整體的自由度要多于天線陣元的個數(shù),比如要求在波束形成時可以抑制更多的空間干擾,可以分辨空間中多于物理陣元個數(shù)的信號源,同時準確的估計出他們的波達角。相對于已有方法的一些缺陷:所提方法構造的陣列結構復雜不易實現(xiàn),所求解不是最優(yōu)解等。本文提出一種更為方便、系統(tǒng)和有效的陣列自由度增加方法。4、提出基于頻控陣雷達的子陣級自適應波束形成算法。近年來,一種新型的陣列雷達—頻控陣雷達的應用前景得到了持續(xù)的關注。與傳統(tǒng)相控陣雷達不同,頻控陣雷達能夠在角度維和距離上形成相應的波束,從而可以提供抑制距離維上干擾的優(yōu)勢。本論文針對子陣級頻控陣雷達的自適應波束形成算法進行了系統(tǒng)的討論研究,同時針對子陣級頻控陣雷達的自適應波束形成算法的穩(wěn)健性進行了研究,提出穩(wěn)健的子陣級頻控陣雷達自適應波束形成算法。
【關鍵詞】：子陣級 波束形成 穩(wěn)健波束形成 受損陣元檢測 頻控陣 信干噪比
【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】：TN958
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 雷達技術概述15-16
• 1.2 波束形成技術概述16-17
• 1.3 子陣級波束形成概述17-18
• 1.4 本文內容安排18-20
• 第二章 基于子陣級的波束形成方法20-39
• 2.1 引言20
• 2.2 基于陣元級的波束形成信號模型20-27
• 2.2.1 波束形成基礎20-22
• 2.2.2 陣元級接收信號模型22-24
• 2.2.3 陣元級波束形成24-27
• 2.3 常規(guī)子陣級自適應波束形成方法27-31
• 2.3.1 子陣級波束形成概述27-29
• 2.3.2 基于最優(yōu)波束形成思想的子陣級波束形成29-30
• 2.3.3 基于自適應波束形成的子陣級波束形成30-31
• 2.4 子陣劃分規(guī)則31-32
• 2.5 子陣級波束形成性能衡量32-34
• 2.6 仿真結果及性能分析34-37
• 2.6.1 仿真實例 1：子陣個數(shù)的影響34-35
• 2.6.2 仿真實例 2：子陣類型的影響35-36
• 2.6.3 仿真實例 3：子陣級自適應波束形成36-37
• 2.7 本章小結37-39
• 第三章 改進的子陣級自適應波束形成方法39-51
• 3.1 引言39-40
• 3.2 子陣級對角加載穩(wěn)健波束形成40-44
• 3.2.1 子陣級對角加載穩(wěn)健波束形成信號模型40-42
• 3.2.2 子陣級對角加載穩(wěn)健波束形成性能分析42-43
• 3.2.3 仿真結果及性能分析43-44
• 3.3 子陣級線性約束最小功率波束形成44-50
• 3.3.1 子陣級線性約束最小功率波束形成信號模型44-47
• 3.3.2 子陣級線性約束最小功率波束形成性能分析47-48
• 3.3.3 仿真結果及性能分析48-50
• 3.4 本章小結50-51
• 第四章 子陣列受損陣元檢測方法51-57
• 4.1 引言51
• 4.2 改進的子陣受損陣元檢測方法概述51-53
• 4.3 改進的子陣受損陣元檢測方法53-55
• 4.4 仿真結果及性能分析55-56
• 4.4.1 仿真實例 1：檢測所耗時間對比55-56
• 4.4.2 仿真實例 2：檢測陣元位置對比56
• 4.5 本章小結56-57
• 第五章 基于子陣列的自由度增加方法57-69
• 5.1 引言57-58
• 5.2 信號模型與陣列模型58-62
• 5.2.1 相控陣-MIMO模型58-59
• 5.2.2 差分陣列子陣模型59-60
• 5.2.3 基于相控陣-MIMO的差分陣列處理信號模型60-62
• 5.3 自適應波束形成62-64
• 5.3.1 發(fā)射波束形成62-63
• 5.3.2 空間平滑算法63-64
• 5.3.3 波束形成加權矢量計算64
• 5.4 仿真性能及分析64-68
• 5.4.1 仿真實例 1：自由度與陣元數(shù)目關系65
• 5.4.2 仿真實例 2：波束形成方向圖對比65-66
• 5.4.3 仿真實例 3：DOA估計性能對比66-67
• 5.4.4 仿真實例 4：RMSE性能對比67-68
• 5.5 本章小節(jié)68-69
• 第六章 頻控陣子陣級發(fā)射波束形成技術69-83
• 6.1 引言69-70
• 6.2 頻控陣雷達70-74
• 6.2.1 頻控陣雷達概述70-72
• 6.2.2 頻控陣雷達總結72
• 6.2.3 仿真結果及性能分析72-74
• 6.3 頻控陣雷達子陣級波束形成74-76
• 6.3.1 頻控陣雷達子陣級信號模型74-75
• 6.3.2 基于子陣列的頻控陣雷達波束形成75-76
• 6.4 頻控陣子陣級穩(wěn)健波束形成76-77
• 6.4.1 頻控陣子陣級對角加載波束形成算法76-77
• 6.4.2 頻控陣子陣級線性約束條件波束形成器77
• 6.5 仿真結果及性能分析77-82
• 6.5.1 仿真實例 1：傳統(tǒng)非自適應波束形成77-79
• 6.5.2 仿真實例 2：自適應波束形成79-80
• 6.5.3 仿真實例 3：穩(wěn)健自適應波束形成80-82
• 6.6 本章小結82-83
• 第七章 結束語83-86
• 7.1 全文總結83-84
• 7.2 未來展望84-86
• 參考文獻86-91
• 致謝91-92
• 攻讀碩士學位期間的研究成果92-93

【參考文獻】

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 夏威;MIMO雷達模型與信號處理研究[D];電子科技大學;2008年

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本文編號：522795