文档介绍：中文摘要在许多工程应用中,要求天线阵列有窄的扫描波束,以提高空间分辨率等技术指标。为了实现窄波束,一种方法是增加相控阵天线的单元个数。这种方法不仅增加了成本,还会增加系统的复杂度。另一种方法是对天线阵元在阵列孔径上进行稀疏布置。在阵元数不变的条件下,把阵元间距拉大也就是使整个天线孔径变大,所以在不增加成本的情况下,就可以得到更窄的扫描波束,提高了空间分辨率,同时也减弱了天线单元之间的互耦。这些优点使得稀布天线阵列成为非周期阵列中颇具实用性的一类阵列天线。目前,稀布天线阵列在抗环境干扰的卫星接收天线,高频地面相控阵雷达天线和射电天文中的干涉阵列等领域中正得到越稀布阵列天线在获得了窄波束和高空间分辨率等好处的同时,也带来了一些缺点。比如,在同样孔径大小的情况下,稀布阵天线的发射功率比满阵低,而且为了使稀布阵雷达获得较高的分辨率,稀布阵孔径一般需要一、二百米甚至更大,这样会提高系统的复杂度,给后面的处理带来困难。针对发射功率小的问题,需要应用唯相位波束形成方法来提高天线的能量利用率,而对于第二个问题,需要研究快速的波束形成算法。本论文主要研究内容包括以下几个方面:介绍了稀布阵的基本概念,对稀布阵与均匀阵列进行了仿真比较,验证了基于分解的采样矩阵求逆算法—在稀布阵中的有效性,分析了对角加载在采样矩阵求逆算法中的应用以及对波束形成性能的影响,研究了神经网络在波束形成中的应用,并结合对角加载方法提高了波束形成的稳健性,研究了遗传算法在唯相位波束形成中的应用,提出了一种唯相位置宽零点的发射波束形成算法,并结合神经网络提高了算关键词:稀布阵,数字波束形成,对角加载,遗传算法,径向基函数神经网络来越广泛的应用。法的实时性。
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。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:日期:如年岁月,‘日的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论研究背景及意义在雷达和通信电子系统中,为了使天线波束具有强方向性、低旁瓣、易实现电扫和波束赋形等特点,已经广泛使用了阵列天线。阵列信号处理是信号处理领域的一个重要分支,最主要的内容包括数字波束形成,它的应用涉及到雷达、声纳、通信、地震勘探、射电天文以及医疗诊断等多种领域。波束形成的主要目的是使阵列天线方向图的主瓣指向所需的方向,而使其零陷对准干扰方向,尽可能地提高阵列输出所需信号的强度,同时减小干扰信号的强度,从而提高阵列输出的信干噪比。其实质是~个多通道的阵列信号处理系统,它既不同于通常信号的时域处理,也不同于频域处理,是一个空域滤波的概念。近二十年来,数字波束形成技术主要应用在相控阵雷达、双基雷达、高频超视距雷达、三坐标雷达和一些电子对抗系统等。煜哒罅屑瓤梢杂美葱纬煞⑸洳ㄊ部梢孕纬山邮詹ㄊㄊ纬煽梢苑治数据独立波束形成、最佳波束形成和自适应波束形成。数据独立波束形成器是根据系统要求设计的,不需要阵列输入信号的知识。数据独立波束包括多波束和赋形波束。雷达系统接收到的空间信号通常会受到噪声或者干扰源的污染,如果干扰信号和期望信号处在相同的频带,仅用时域滤波器是无法将信号和干扰区分开的。不过期望信号和干扰信号通常是来自空间不同方向的,所以波束形成就是将天线阵列的接收信号经过一定的加权,使阵列方向图在期望信号方向的增益恒定,并且在干扰方向形成零点,使系统总的输出功率最小,从而完成空域滤波的目的。自适应波束形成算法可以根据信号环境的变化,来自适应调整各阵元的加权因子,达到增强信号同时抑制干扰的目的,从而使阵列的输出信号干扰噪声比最大。波束形成的方法基本上有两类:~类为统计最优方法;另一类为非数据依赖方法。其中,非数据依赖波束形成的设计与接收信号无关:统计最优方法的设计依赖于接收信号的随机统计特性。上世纪四十年代至今,均匀间隔天线阵列周期阵列睦砺奂夯竦昧斯惴憾深入的研究【,饲如给定阵元数和阵列响应绫市尾ㄊ刃尾ㄊ,、泰勒综合法、傅立叶逆变换法和数值优