高頻陣列小型化及其超分辨算法研究.pdf

1、高頻地波雷達在軍事和民用方面有廣泛的應(yīng)用，高頻地波雷達的研究受到了日益的重視，但是其工作頻率比較低，相對應(yīng)的波長比較長，天線的尺寸會比較大，為了保證實際應(yīng)用中對于信噪比和角度分辨率的需求，按照傳統(tǒng)的設(shè)計方法，常規(guī)陣列的尺寸往往非常大，甚至達到上萬平米。因此，對高頻地波雷達進行小型化設(shè)計具有很重要的意義。經(jīng)過小型化設(shè)計的陣列孔徑有限，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、進行角度估計。本文對陣列小型化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)進行了討論與分析。
　　首先，介紹了陣列天線基本理論，給出了陣列信號處理的數(shù)學(xué)模型，介紹了寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法，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，保證陣列信號外部噪聲占優(yōu)條件(外部噪聲遠大于內(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于接受陣列小型化設(shè)計具有非常重要的意義。設(shè)計天線匹配網(wǎng)絡(luò)是提高陣列單元的效率的重要方法，對陣列小型化設(shè)計具有重要意義。針對高頻雷達的工作頻率，需要設(shè)計寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，采用實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了實頻法的缺點。同時，根據(jù)不同頻率的匹配需求進行分段設(shè)計，結(jié)果表明，該方法可以有效的設(shè)計出匹配網(wǎng)絡(luò)，為天線小型化設(shè)計打下了基礎(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于陣列的小型化具有非常重要的意義。同時，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)實際需求，對陣列的方向圖旁瓣有要求，需要對旁瓣進行控制。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)對于角度分辨能力的需求，對常規(guī)平面陣的