分布式寬帶聚焦信號的波形設計技術.pdf

1、波束形成在所需空間方向上形成一定形狀的方向圖，讓有用信號通過，抑制其他方向上的信號；而在該波束方向上無法細分干擾信號和期望信號。在分布式天線場景下，利用聚焦達到信號能量在特定空間的會聚，可以在一定程度上細分任意空間中的干擾信號和期望信號。 從物理本質上來看，信號聚焦與波束形成都是使信號能量在特定空間方向上會聚。由于其信號處理方法的不同，信號聚焦更適合于分布式天線陣列的近距離通信環(huán)境。目前關于信號聚焦的研究文獻還比較少。

2、超寬帶技術具有功耗低、傳輸速率高、抗干擾能力強等優(yōu)點，較好的滿足了現(xiàn)代通信的要求，在實際應用中吸引了廣泛關注。因此，超寬帶波束形成是本文的另一個研究內(nèi)容。本文在下述三個方面做了一些工作： 本文研究了在陣列信號處理中的三個窄帶信號判定準則：相對帶寬準則，自相關矩陣特征值大小準則和SNEE準則。理論推導和仿真結果表明：相對帶寬準則采用相對帶寬直接判斷，形式簡單。相關矩陣特征值準則考慮了陣元數(shù)目，信噪比等因素，較全面的考慮了陣列信號處

3、理的背景。SNEE準則通過利用窄帶波束形成處理信號的效率，直觀的判斷一個陣列信號是否符合窄帶假設。 本文以基于方波脈沖信號模型的均勻線陣為例，給出了聚焦波形設計的基本原理。在該原理基礎上，仿真研究了在集中式和分布式天線場景下聚焦接收信號波形與能量；研究了在二維空間區(qū)域和三維空間區(qū)域，分布式天線場景下的聚焦波形設計；仿真研究了陣元數(shù)目，信號脈沖寬度和聚焦點位置選擇對于信號聚焦的影響。仿真結果表明：信號脈沖寬度越小，周圍點接收信號能

4、量下降越快，聚焦效果越好；當陣元數(shù)目增加時，要取得更好的聚焦效果；另外，在固定大小的空間區(qū)域內(nèi)，沿聚焦點出發(fā)，在測度較小方向上的點接收能量變化較慢。 本文研究了基于高斯脈沖信號的超寬帶時域波束形成系統(tǒng)；分析了由該系統(tǒng)的接收脈沖波形得出的空時分辨率函數(shù)，空頻分布函數(shù)和單脈沖跟蹤信號以及峰值功率方向圖和能量方向圖的表達式并做了相應的仿真。仿真表明：脈沖波形的波束圖沒有旁瓣，也就沒有必要通過對陣元的幅度加權的方法來抑制旁瓣；方向圖的分