【摘要】：在自適應(yīng)波束形成中,高自由度大型陣列自適應(yīng)波束形成技術(shù)的重要性日益提升。而基于稀疏子陣采樣的大型陣列自適應(yīng)波束形成可以在降低波束形成系統(tǒng)硬件成本和運算量的同時保持大型陣列的高自由度性能。本文主要研究了一維線性陣列中的稀疏子陣采樣自適應(yīng)波束形成技術(shù)及其穩(wěn)健方法,并將基于稀疏子陣采樣的自適應(yīng)波束形成技術(shù)拓展至二維面陣。首先,本文對陣列自適應(yīng)波束形成方法進(jìn)行了研究,介紹了一維線性陣列和二維矩形面陣的信號模型,從理論上推導(dǎo)了最小方差無失真響應(yīng)(MVDR)波束形成算法,仿真分析了系統(tǒng)誤差對MVDR波束形成系統(tǒng)的影響,進(jìn)而引入可以減小系統(tǒng)誤差對波束形成系統(tǒng)影響的穩(wěn)健波束形成方法,從理論和仿真實驗上說明了穩(wěn)健方法的有效性,為接下來MVDR波束形成器和穩(wěn)健方法在基于稀疏子陣采樣波束形成系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。其次,本文研究了基于稀疏子陣采樣的大型線性陣列自適應(yīng)波束形成方法,建立了一維嵌套陣和一維互質(zhì)陣的采樣模型,理論推導(dǎo)了利用稀疏子陣的二階統(tǒng)計信息進(jìn)行高維協(xié)方差矩陣重構(gòu)的方法。接著,將重構(gòu)后的高維協(xié)方差矩陣作為MVDR波束形成器的輸入,可以得到維度與大型陣列相同的加權(quán)矢量,實現(xiàn)了降低大型線性陣列硬件成本和運算量的同時保持其高自由度特性的目的。然后,本文提出了一種基于稀疏子陣采樣系統(tǒng)的穩(wěn)健波束形成方法。通過獲取陣列的陣元位置和期望信號角度估計區(qū)間等先驗信息,利用重構(gòu)的稀疏子陣高維協(xié)方差矩陣進(jìn)行期望信號導(dǎo)向矢量的估計。接著,去掉稀疏子陣高維協(xié)方差矩陣中的期望信號,重新估計一個干擾加噪聲協(xié)方差矩陣計算加權(quán)矢量。該方法可以解決波束形成中導(dǎo)向矢量失配的問題,并且在樣本數(shù)據(jù)有限時也能保持良好的穩(wěn)健性。最后,本文建立了基于二維稀疏子陣采樣的大型面陣自適應(yīng)波束形成系統(tǒng)模型。介紹了嵌套面陣和互質(zhì)面陣的陣列結(jié)構(gòu),分析了嵌套面陣和互質(zhì)面陣的自由度,給出了二維稀疏子陣的選取準(zhǔn)則,接著,推導(dǎo)了二維稀疏子陣高維協(xié)方差矩陣重構(gòu)和加權(quán)矢量的計算方法�；诙S稀疏子陣采樣的波束形成系統(tǒng)能夠獲得與大型面陣相同的空間自由度。
【圖文】：

矩形面陣 b）入射信號圖 2-2 二維面陣陣列結(jié)構(gòu)圖一個二維平面陣列示意圖，面陣中的陣元以矩形柵個面陣中共有P Q個天線單元，以(0,0)位置的陣面 陣 中 每 個 陣 元 的 位 置 可 以 表

b）SNR c）快拍數(shù)圖 2-4 期望信號導(dǎo)向矢量失配情況下 MVDR 仿真結(jié)果 2-4 所示，，圖 a）、圖 b）、圖 c）分別為 MVDR 的波束方向圖、輸出NR變化關(guān)系和輸出SINR隨樣本數(shù)據(jù)快拍數(shù)的變化關(guān)系。由圖 a）可號導(dǎo)向矢量失配時，MVDR 波束形成器的波束指向出現(xiàn)了偏差，
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 程乃平;潘點飛;;大型陣列天線子陣劃分及柵瓣抑制方法[J];信號處理;2014年05期

2 路成軍;盛衛(wèi)星;韓玉兵;馬曉峰;;基于可變加載的穩(wěn)健并行波束形成算法[J];南京理工大學(xué)學(xué)報;2013年03期

本文編號：2665780