相控陣天線子陣級波束形成及優(yōu)化.pdf

1、大型及超大型相控陣?yán)走_由于其高增益、高分辨率、多波束等特點受到日漸廣泛的應(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_陣元級波束形成技術(shù)面臨的硬件系統(tǒng)復(fù)雜、實時性低等問題,一般采用子陣級波束形成技術(shù)來處理。但子陣級處理往往會破壞靜態(tài)方向圖的性能,為了保證子陣級波束形成的性能,我們需要對子陣級波束形成進行優(yōu)化。
　　本文在深入分析國內(nèi)外相控陣?yán)走_子陣級波束形成技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,簡要介紹了相控陣?yán)走_天線系統(tǒng)的陣列模型和窄帶信號模型

2、,對常規(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)算法做了簡要分析與仿真。為了改善子陣級自適應(yīng)數(shù)字波束形成(ADBF)旁瓣電平升高的問題,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 ADBF性能的影響;并在此基礎(chǔ)上引入子陣級加權(quán)優(yōu)化,利用子陣級數(shù)字加權(quán)代替陣元級模擬加權(quán),在大大降低硬件復(fù)雜度的同時,通過子陣結(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。子陣級和差波束需要同

3、時對和波束及差波束的旁瓣進行抑制,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克服了由非均勻劃分引起的旁瓣電平升高問題,并通過優(yōu)化其陣元級的一種加權(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;針對二維平面陣引入子陣結(jié)構(gòu)、陣元級加權(quán)及子陣加權(quán)聯(lián)合優(yōu)化的方法,并通過采取分階段優(yōu)化方式,提高了遺傳算法優(yōu)化效率和優(yōu)化性能。最后通過仿