相控陣天線子陣級(jí)波束形成及優(yōu)化.pdf

1、大型及超大型相控陣?yán)走_(dá)由于其高增益、高分辨率、多波束等特點(diǎn)受到日漸廣泛的應(yīng)用,其中波束形成是關(guān)鍵技術(shù)。為解決大型相控陣?yán)走_(dá)陣元級(jí)波束形成技術(shù)面臨的硬件系統(tǒng)復(fù)雜、實(shí)時(shí)性低等問(wèn)題,一般采用子陣級(jí)波束形成技術(shù)來(lái)處理。但子陣級(jí)處理往往會(huì)破壞靜態(tài)方向圖的性能,為了保證子陣級(jí)波束形成的性能,我們需要對(duì)子陣級(jí)波束形成進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文在深入分析國(guó)內(nèi)外相控陣?yán)走_(dá)子陣級(jí)波束形成技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,簡(jiǎn)要介紹了相控陣?yán)走_(dá)天線系統(tǒng)的陣列模型和窄帶信號(hào)模型

2、,對(duì)常規(guī)自適應(yīng)數(shù)字波束形成技術(shù)及和差波束形成技術(shù)的原理及相關(guān)算法做了簡(jiǎn)要分析與仿真。為了改善子陣級(jí)自適應(yīng)數(shù)字波束形成(ADBF)旁瓣電平升高的問(wèn)題,結(jié)合仿真深入分析了均勻重疊劃分、均勻不重疊劃分和幾種不均勻不重疊劃分方式下得到的子陣結(jié)構(gòu)對(duì) ADBF性能的影響;并在此基礎(chǔ)上引入子陣級(jí)加權(quán)優(yōu)化,利用子陣級(jí)數(shù)字加權(quán)代替陣元級(jí)模擬加權(quán),在大大降低硬件復(fù)雜度的同時(shí),通過(guò)子陣結(jié)構(gòu)和子陣加權(quán)的聯(lián)合優(yōu)化得到了性能較優(yōu)的自適應(yīng)和波束。子陣級(jí)和差波束需要同

3、時(shí)對(duì)和波束及差波束的旁瓣進(jìn)行抑制,且還要保證差波束的零陷足夠深,本文在結(jié)合遺傳算法的基礎(chǔ)上提出了一種子陣陣元數(shù)目相同,僅優(yōu)化各子陣內(nèi)陣元間距的子陣結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,該方法在抑制柵瓣的同時(shí)克服了由非均勻劃分引起的旁瓣電平升高問(wèn)題,并通過(guò)優(yōu)化其陣元級(jí)的一種加權(quán)獲得硬件成本低、差零陷較深、和波束副瓣較低的和差波束;針對(duì)二維平面陣引入子陣結(jié)構(gòu)、陣元級(jí)加權(quán)及子陣加權(quán)聯(lián)合優(yōu)化的方法,并通過(guò)采取分階段優(yōu)化方式,提高了遺傳算法優(yōu)化效率和優(yōu)化性能。最后通過(guò)仿