陣列方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成研究.pdf

1、陣列天線廣泛應(yīng)用在諸如雷達(dá)、聲納、無(wú)線通信及電子對(duì)抗等領(lǐng)域，其中尤以方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成為其核心技術(shù)，其在抗干擾、抗衰落、抗截獲和參數(shù)估計(jì)等方面有著重要作用。 圓形陣列具有其他陣列不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。其具有良好的全平面掃描能力，同時(shí)還可以克服線陣的其它一些固有缺點(diǎn)。 當(dāng)前對(duì)天線陣的理論研究大多假定陣元為全向陣元，實(shí)際情況則不盡然，為此，很多全向陣元適用的方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成方法將不再適用有向陣元的情況。同時(shí)，在諸

2、如圓形陣列等天線陣中，有向陣元的采樣將大大改善天線陣的頻率帶寬性能，但不局限于此。 本文在國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)電子科技集團(tuán)第29研究所聯(lián)合資助下，對(duì)目前流行的各種算法在不同陣列下的性能進(jìn)行了詳細(xì)地討論，重點(diǎn)對(duì)線陣和圓陣做了較詳細(xì)的分析比較。根據(jù)有向陣元的特性對(duì)有向陣元對(duì)陣列波達(dá)角(DOA)估計(jì)的影響進(jìn)行了深入的研究，得出了有價(jià)值的研究成果；同時(shí)本文還研究了適合圓陣和有向陣元的方向圖綜合，提出了基于離散傅立葉變換(DFT)的有向

3、陣元適用的圓形陣列天線方向圖綜合算法以及引入有向陣元來(lái)改善圓陣的方向圖特性和自適應(yīng)零點(diǎn)形成。 本文的主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)部分構(gòu)成：第一部分首先介紹了天線陣方向圖綜合的預(yù)備知識(shí)，之后概括了傳統(tǒng)陣列綜合方法和自適應(yīng)陣列綜合方法，比較了各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)分析了基于DFT的陣列方向圖綜合方法。 第二部分研究了有向陣元對(duì)陣列DOA估計(jì)性能的影響，仿真表明在偏離陣列法線方向|△θ|＜30°時(shí)，即使存在方位依賴(lài)性誤差，仍然可以得

4、到較為準(zhǔn)確的DOA估計(jì)，這從實(shí)際應(yīng)用觀點(diǎn)看是有一定價(jià)值的。提出了基于離散傅立葉變換(DFT)的有向陣元適用的圓形陣列天線方向圖綜合算法，對(duì)該算法做了詳細(xì)的理論推導(dǎo)和計(jì)算機(jī)仿真分析。理論分析和仿真結(jié)果表明該方法可以獲得與期望方向圖相符的理想結(jié)果，同時(shí)有效地改善了陣列的頻率帶寬特性，并能夠在計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器中簡(jiǎn)單、高效地實(shí)現(xiàn)快速傅立葉變換。當(dāng)陣元個(gè)數(shù)較多時(shí)，這一特性更加明顯，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 第三部分討論了自適應(yīng)波束形成的