發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 04:35

【摘要】：預(yù)警機(jī)和戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視飛機(jī)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(jī)上往往會(huì)對(duì)飛機(jī)的性能造成影響,也會(huì)使飛機(jī)的雷達(dá)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(jī)表面使其與飛機(jī)共形,既不增加飛機(jī)的RCS,不影響飛機(jī)的氣動(dòng)性能,同時(shí)又能產(chǎn)生相對(duì)較大的天線有效孔徑和較小的載機(jī)負(fù)荷,可顯著提高飛機(jī)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(shì)的前提下對(duì)雜波和空間干擾進(jìn)行抑制,從而提高目標(biāo)的檢測(cè)性能,與此同時(shí),也存在樣本數(shù)量不足、樣本受到期望信號(hào)污染以及陣元間互耦校正困難等問(wèn)題,這些問(wèn)題嚴(yán)重影響著其在實(shí)際應(yīng)用中的性能。本文主要研究共形陣列在樣本受到期望信號(hào)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(duì)樣本受到期望信號(hào)污染的問(wèn)題提出兩種干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)算法,針對(duì)均勻圓陣各陣元之間存在互耦而導(dǎo)致的導(dǎo)向矢量失配的問(wèn)題提出了一種基于互耦校正的自適應(yīng)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(gè)方面:1.建立了三維任意陣列及均勻圓陣的信號(hào)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(yīng)用到共形陣列上的性能,對(duì)訓(xùn)練樣本中是否含有目標(biāo)以及訓(xùn)練樣本的數(shù)量對(duì)采樣協(xié)方差矩陣求逆波束形成器性能的影響進(jìn)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(hào)污染情況下的穩(wěn)健波束形成算法。首先通過(guò)分析幾種傳統(tǒng)穩(wěn)健波束形成算法的優(yōu)缺點(diǎn),發(fā)現(xiàn)主分量法對(duì)信號(hào)加干擾子空間維數(shù)估計(jì)的準(zhǔn)確度要求較高,最差性能最優(yōu)化算法在信號(hào)導(dǎo)向矢量失配時(shí)性能會(huì)下降,且導(dǎo)向矢量約束范圍的選擇過(guò)于影響波束形成器的性能。然后針對(duì)上述缺點(diǎn),提出了兩種協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法。第一種方法通過(guò)迭代方式能夠準(zhǔn)確估計(jì)出信號(hào)的幅度和相位并在樣本中直接去掉期望信號(hào)成分來(lái)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(hào)并選取合適的對(duì)角加載電平來(lái)重構(gòu)協(xié)方差矩陣。最后,以均勻圓陣為例來(lái)驗(yàn)證兩種方法在非理想情況下應(yīng)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(jìn)行對(duì)比。仿真結(jié)果表明,兩種方法應(yīng)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(hào),提高波束形成器的輸出信干噪比,且在導(dǎo)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(yīng)波束形成算法。首先建立了陣元間存在互耦時(shí)均勻圓陣的信號(hào)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(fù)循環(huán)對(duì)稱的性質(zhì)。接著,根據(jù)互耦矩陣的數(shù)學(xué)特性提出了一種基于互耦校正的自適應(yīng)波束形成算法。最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明了該方法能夠較為準(zhǔn)確地估計(jì)出均勻圓陣的互耦矩陣并以此修正導(dǎo)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(duì)圖 2.4(a)所示圓柱陣按照表 2.2 中的參數(shù)進(jìn)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(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V243.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 段克清;謝文沖;王永良;張?jiān)鲚x;;共形陣機(jī)載火控雷達(dá)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(jī)載預(yù)警雷達(dá)共形陣應(yīng)用技術(shù)分析[J];現(xiàn)代雷達(dá);2009年07期

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

本文編號(hào)：2624281