發(fā)布時間：2020-06-27 11:40

【摘要】：隨著現代電子技術和計算機的發(fā)展,大規(guī)模陣列因其高分辨率,高增益,高信號傳輸率等優(yōu)點在現代雷達,通信,聲吶等領域得到廣泛應用。陣列方向圖綜合作為陣列信號處理中關鍵技術已成為當前的研究熱點之一。伴隨著陣列規(guī)模的增大,陣列方向圖綜合技術面臨著模型高度非線性,算法計算高復雜性等難點。本文針對這些難點,結合現代優(yōu)化理論,特別是大規(guī)模并行優(yōu)化理論,聚焦于分析與設計大規(guī)模方向圖綜合方法及其對應的高效求解算法。本文的研究內容主要包括:基于理想導向矢量的大規(guī)模陣列方向圖綜合技術和穩(wěn)健大規(guī)模陣列方向圖綜合技術。對于理想條件下的陣列方向圖綜合問題,本文以理想的陣列導向矢量為基礎,分別建立了最小化旁瓣電平模型、最大化方向性系數模型和多目標的方向圖綜合模型,用于設計具有低旁瓣,窄波束等特點的方向圖。為了實現對主瓣寬度的直接控制,我們對不同角度的導向矢量進行加權,提出了改進型的方向圖綜合模型。對于大規(guī)模陣列場景,現有的方向圖綜合技術大多數難以解決計算復雜度太高的難點,而導致其適用的場景大大減少。本文基于交替方向乘子法設計了一種低復雜度,可并行運算的優(yōu)化算法,以求解方向圖綜合問題的全局最優(yōu)值。在仿真實驗部分,以大規(guī)模平面陣列系統(tǒng)為例,對模型中的各參數進行分析與驗證,實驗結果證明了本文模型在不同參數下的有效性。對于穩(wěn)健方向圖綜合問題,針對導向矢量誤差難以測量的難點,本文以幅值擾動與相位擾動做為導向矢量誤差的來源,設計了一種實際誤差量可測的乘性誤差模型。但非線性的乘性誤差模型不利于方向圖綜合模型的求解,本文通過松弛技術將該非線性的誤差模型轉化為線性的加性噪聲模型。以此導向矢量模型為基礎,依據最差情況準則,本文建立最小化峰值旁瓣電平的穩(wěn)健方向圖綜合模型,并利用凸松弛技術將該非凸問題轉化為多項式時間內可解的二階錐規(guī)劃問題。此外,本文基于交替方向乘子法給出了可對該二階錐規(guī)劃問題全局閉式求解的并行算法。仿真實驗結果表明,基于此加性噪聲模型的穩(wěn)健方向圖綜合方法可大大降低峰值旁瓣電平,同時對大規(guī)模陣列具有選擇天線的作用。另一方面,收斂性分析驗證了交替方向乘子法具有低復雜度、高效快速的特點。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7

【參考文獻】

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1 孫茂友;離散陣的W—S綜合法－Woodward法改進[J];電波科學學報;1995年Z1期

本文編號：2731776