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基于子阵列的阵列发射波束形成方法的分析.pdf

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基于子阵列的阵列发射波束形成方法的分析.pdf

上传人:wh7422 2016/4/10 文件大小:0 KB

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文档介绍

文档介绍:分类号密级公开 UDC 注1 学位论文基于子阵列的阵列发射波束形成方法研究(题名和副题名) 朱承龙(作者姓名) 指导教师王文钦研究员电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称) 申请学位级别硕士学科专业信息与通信工程提交论文日期 论文答辩日期 学位授予单位和日期电子科技大学 2015年6月28日答辩委员会主席评阅人注1:注明《国际十进分类法UDC》的类号。 RESEACH ON BEAMFORMING METHODS AT SUBARRAY LEVEL A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Information munication Engineering Author: Chenglong Zhu Advisor: Wenqin WangProfessor municationandInformationEngineering 独创性声明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作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,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。作者签名: 日期: 年月日论文使用授权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。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日期: 年月日摘要 I 摘要基于子阵级的波束形成技术是将天线阵列划分成若干个规模较小的子阵列, 将每一个单独的子阵列视为一个接收的数据通道,并利用每一个子阵列进行波束形成。与传统的阵元级的波束形成不同,子阵级的波束形成能有效降低运算复杂度、软硬件实现成本,以及系统的实现难度等。针对现有的很多子阵级波束形成算法所存在的缺陷:无法消除失配问题对波束形成性能的影响,雷达系统自由度较低,所适用的雷达系统模型现在仅受限于相控阵模型等。本文研究了子阵级波束形成算法的稳健性问题、子阵列中受损阵元检测、提高阵列自由度问题以及频控阵子阵级波束形成方法。本位的工作内容主要包括如下四个方面: 1、提出两种稳健的子阵级自适应波束形成算法。针对现有的子阵级自适应波束形成算法中存在的失配问题以及由训练数据统计特性不完全导致的波束形成性能下降这一缺陷,本文系统的研究了这一问题,并提出了相应的稳健的自适应波束形成算法—子阵级对角加载稳健波束形成算法和子阵级线性约束最小功率波束形成算法,可有效提高子阵级波束形成器的波束形成性能以及输出的信干噪比(Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio,SINR)。 2、提出一种快捷有效的检测阵列中受损阵元位置的方法。当阵列中存在受损阵元时,会损失很多有用的信息,从而导致雷达天线阵列的波束形成性能下降。鉴于已有的检测受损阵元的方法存在一些诸如检测方法复杂,检测所耗费的时间较长等弊端。本文提出一种基于差分阵列处理思想的受损阵元检测方法。在同样受损条件下,该方法能比现有的常用方法更快更准确的确定受损阵元的位置。 3、提出一种有效的增加阵列整体自由度的方法。在实际应用中,通常会需要阵列整体的自由度要多于天线阵元的个数,比如要求在波束形成时可以抑制更多的空间干扰,可以分辨空间中多于物理阵元个数的信号源,同时准确的估计出他们的波达角。相对于已有方法的一些缺陷:所提方法构造的阵列结构复杂不易实现,所求解不是最优解等。本文提出一种更为方便、系统和有效的阵列自由度增加方法。 4、提出基于频控阵雷达的子阵级自适应波束形成算法。近年来,一种新型的阵列雷达—频控阵雷达的应用前景得到了持续的关注。与传统相控阵雷达不同,频控阵雷达能够在角度维和距离上形成相应的波束,从而可以提供抑制距离维上干扰的优势。本论文针对子阵级频控阵雷达的自适应波束形成算法进行了系统的讨论研究,同时针对子阵级频控阵雷达的自适应波束形成算法的稳健性进行摘要 II 了研究,提出稳健的子阵级频控阵雷达自适应波束形成算法。关键词:子阵级,波束形成,稳健波束形成,受损阵元检测,频控阵,信干噪比 ABSTRACT III ABSTRACT

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