高頻陣列小型化及其超分辨算法研究.pdf

1、高頻地波雷達(dá)在軍事和民用方面有廣泛的應(yīng)用，高頻地波雷達(dá)的研究受到了日益的重視，但是其工作頻率比較低，相對(duì)應(yīng)的波長比較長，天線的尺寸會(huì)比較大，為了保證實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于信噪比和角度分辨率的需求，按照傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，常規(guī)陣列的尺寸往往非常大，甚至達(dá)到上萬平米。因此，對(duì)高頻地波雷達(dá)進(jìn)行小型化設(shè)計(jì)具有很重要的意義。經(jīng)過小型化設(shè)計(jì)的陣列孔徑有限，相應(yīng)地，陣列方向圖的主瓣寬度較寬，按照一般的波束形成方法不能達(dá)到傳統(tǒng)常規(guī)陣列的分辨能力，需要采用超分辨算法

2、進(jìn)行角度估計(jì)。本文對(duì)陣列小型化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論與分析。
　　首先，介紹了陣列天線基本理論，給出了陣列信號(hào)處理的數(shù)學(xué)模型，介紹了寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，智能優(yōu)化算法，超分辨算法等，為后面的討論奠定了理論基礎(chǔ)。
　　當(dāng)陣列天線的噪聲比因子滿足一定條件的情況下，保證陣列信號(hào)外部噪聲占優(yōu)條件(外部噪聲遠(yuǎn)大于內(nèi)部噪聲)。在同等外部噪聲條件下，天線單元的效率?e越高，則噪聲比因子?所能達(dá)到的下限就越低，陣列的尺寸就可能越小，所以提

3、高陣列單元的效率對(duì)于接受陣列小型化設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。設(shè)計(jì)天線匹配網(wǎng)絡(luò)是提高陣列單元的效率的重要方法，對(duì)陣列小型化設(shè)計(jì)具有重要意義。針對(duì)高頻雷達(dá)的工作頻率，需要設(shè)計(jì)寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，采用實(shí)頻法和遺傳算法與粒子群算法相結(jié)合的方法，從分利用了智能優(yōu)化算法的全局搜索能力彌補(bǔ)了實(shí)頻法的缺點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)不同頻率的匹配需求進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，結(jié)果表明，該方法可以有效的設(shè)計(jì)出匹配網(wǎng)絡(luò)，為天線小型化設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。
　　相比于一般的接收天線，超方向性天

4、線可以在相同的孔徑得到更大的方向性系數(shù)，或者用更小的孔徑得到相同的方向性系數(shù)。應(yīng)用超方向性接收陣列對(duì)于陣列的小型化具有非常重要的意義。同時(shí)，為了滿足外部噪聲占優(yōu)條件，需要加入噪聲比約束條件，并且根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)陣列的方向圖旁瓣有要求，需要對(duì)旁瓣進(jìn)行控制。選擇端射陣列和圓陣作為小型化接收陣列的陣列單元，進(jìn)行超方向性綜合，通過仿真分析，確定了適合作為小型化陣列接收單元的陣列參數(shù)。
　　為了滿足系統(tǒng)對(duì)于角度分辨能力的需求，對(duì)常規(guī)平面陣的