【摘要】：預警機和戰(zhàn)場監(jiān)視飛機都需要孔徑非常大的天線。大孔徑的拋物面或者平面天線安裝在飛機上往往會對飛機的性能造成影響,也會使飛機的雷達散射截面積變大而易于被敵方發(fā)現(xiàn)。與拋物面和平面天線相比,共形陣的陣元排布在飛機表面使其與飛機共形,既不增加飛機的RCS,不影響飛機的氣動性能,同時又能產(chǎn)生相對較大的天線有效孔徑和較小的載機負荷,可顯著提高飛機的性能�；诠残侮嚨牟ㄊ纬杉夹g(shù)能夠在充分發(fā)揮共形天線優(yōu)勢的前提下對雜波和空間干擾進行抑制,從而提高目標的檢測性能,與此同時,也存在樣本數(shù)量不足、樣本受到期望信號污染以及陣元間互耦校正困難等問題,這些問題嚴重影響著其在實際應用中的性能。本文主要研究共形陣列在樣本受到期望信號污染及陣元之間互耦校正困難等非理想條件下的波束形成技術(shù)。其中針對樣本受到期望信號污染的問題提出兩種干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)算法,針對均勻圓陣各陣元之間存在互耦而導致的導向矢量失配的問題提出了一種基于互耦校正的自適應波束形成算法。論文所做的工作以及取得的研究成果主要包括以下幾個方面:1.建立了三維任意陣列及均勻圓陣的信號接收模型,研究了最優(yōu)波束形成器和采樣協(xié)方差矩陣求逆波束形成器應用到共形陣列上的性能,對訓練樣本中是否含有目標以及訓練樣本的數(shù)量對采樣協(xié)方差矩陣求逆波束形成器性能的影響進行了理論和仿真分析。2.研究了共形陣列在樣本數(shù)量不足及樣本受到期望信號污染情況下的穩(wěn)健波束形成算法。首先通過分析幾種傳統(tǒng)穩(wěn)健波束形成算法的優(yōu)缺點,發(fā)現(xiàn)主分量法對信號加干擾子空間維數(shù)估計的準確度要求較高,最差性能最優(yōu)化算法在信號導向矢量失配時性能會下降,且導向矢量約束范圍的選擇過于影響波束形成器的性能。然后針對上述缺點,提出了兩種協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法。第一種方法通過迭代方式能夠準確估計出信號的幅度和相位并在樣本中直接去掉期望信號成分來重構(gòu)協(xié)方差矩陣。第二種方法在特征空間中利用相關(guān)性去除信號并選取合適的對角加載電平來重構(gòu)協(xié)方差矩陣。最后,以均勻圓陣為例來驗證兩種方法在非理想情況下應用于共形陣列的性能并與前述幾種傳統(tǒng)穩(wěn)健波束形成算法進行對比。仿真結(jié)果表明,兩種方法應用在均勻圓陣、圓柱陣和圓錐陣中均可以有效剔除樣本中的期望信號,提高波束形成器的輸出信干噪比,且在導向矢量失配的情況下具有良好的穩(wěn)健性。3.研究了互耦影響下的均勻圓陣自適應波束形成算法。首先建立了陣元間存在互耦時均勻圓陣的信號接收模型。然后,根據(jù)均勻圓陣特殊的幾何結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)了其互耦系數(shù)矩陣具備復循環(huán)對稱的性質(zhì)。接著,根據(jù)互耦矩陣的數(shù)學特性提出了一種基于互耦校正的自適應波束形成算法。最后,通過仿真實驗證明了該方法能夠較為準確地估計出均勻圓陣的互耦矩陣并以此修正導向矢量,提高了波束形成器在互耦影響下的輸出信干噪比。
【圖文】：

圓柱陣與圓錐陣示意圖

對圖 2.4(a)所示圓柱陣按照表 2.2 中的參數(shù)進行仿真，，仿真結(jié)果如圖 2.6 和圖 2.7所示。圖2.6 圓柱陣最優(yōu)波束形成器二維方向圖歸一化功率增益dB
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V243.4

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 段克清;謝文沖;王永良;張增輝;;共形陣機載火控雷達雜波建模與雜波抑制[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2011年08期

2 葉杰;劉志慧;;機載預警雷達共形陣應用技術(shù)分析[J];現(xiàn)代雷達;2009年07期

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 黃艷;共形陣的方向圖綜合及自適應波束形成研究[D];電子科技大學;2013年

本文編號：2624281