本文關(guān)鍵詞：極化相控陣雷達波束形成與極化合成技術(shù)研究

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【摘要】：極化相控陣雷達與傳統(tǒng)相控陣雷達不同,它不僅可以對陣列的空間輻射電場進行能量控制,還可以進行極化控制。極化相控陣雷達可以控制和得到電磁信號的空間信息,又可以控制和獲取極化信息,這使得極化相控陣雷達有較強的抗干擾能力,穩(wěn)健的檢測能力,較高的系統(tǒng)分辨能力和極化多址能力,因此研究極化相控陣雷達有重要的軍事和民事應用價值。本文研究極化相控陣雷達波束形成與極化合成,主要內(nèi)容分為三個部分:第一部分,研究相控陣雷達波束形成。首先,研究均勻線陣條件下的波束形成,推導方向圖表達式,并進行旁瓣約束和零點控制。然后,將均勻線陣的情況推廣到均勻面陣。最后,由于實際波束形成環(huán)境的非理想性,分析了隨機幅相誤差對波束形成的影響。仿真結(jié)果表明,所應用的方向圖合成方法能夠較好地擬合期望方向圖,與理論分析相一致。第二部分,研究極化合成相關(guān)知識。首先,描述了波形極化的概念,包括完全極化波的定義、表征方法以及極化轉(zhuǎn)換。其次,建立了極化相控陣雷達信號模型,研究極化相控陣雷達極化域-空域聯(lián)合表征,著重推導了一對相互垂直的電偶極子為陣元基礎的陣列最優(yōu)極化波束形成算法。最后,仿真分析了波束形成與極化合成的獨立性和相關(guān)性。第三部分,研究最優(yōu)極化波束形成。首先,研究固定陣列的最優(yōu)極化波束形成方法,設計偶極子權(quán)重來進行最優(yōu)極化方向圖合成,通過將問題轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化形式,添加相應的約束,采用不同的方法實現(xiàn)極化控制和方向圖合成。其次,為對抗噪聲和電子干擾,推導了旁瓣極化、零點約束、旁瓣極化與零點約束聯(lián)合和任意旁瓣限制下的最優(yōu)極化波束形成算法,提高了極化相控陣雷達的抗干擾性能。最后,根據(jù)實際情況,推導了偶極子指向發(fā)生偏差的任意陣列最優(yōu)極化波束形成公式,轉(zhuǎn)換為SOCP(二階錐規(guī)劃)來求解,仿真結(jié)果表明陣列在有擾動的情況下依然能夠得到期望的極化波束。
【關(guān)鍵詞】：相控陣 極化 波束形成 凸優(yōu)化
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN958.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究和發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 相控陣雷達波束形成16-27
• 2.1 均勻線陣波束形成16-20
• 2.1.1 線陣波束形成公式化16-19
• 2.1.2 仿真結(jié)果19-20
• 2.2 均勻面陣波束形成20-24
• 2.2.1 面陣波束形成公式化21-22
• 2.2.2 仿真結(jié)果22-24
• 2.3 誤差對波束形成的影響24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 極化合成技術(shù)27-39
• 3.1 波形極化27-30
• 3.1.1 完全極化波27-28
• 3.1.2 極化轉(zhuǎn)換28-30
• 3.2 極化相控陣雷達極化域-空域聯(lián)合表征30-35
• 3.2.1 天線極化30
• 3.2.2 極化相控陣雷達天線陣元響應30-32
• 3.2.3 極化相控陣雷達天線陣列響應32-35
• 3.3 波束控制與極化的獨立性與相關(guān)性分析35-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 最優(yōu)極化波束形成39-57
• 4.1 固定陣列最優(yōu)極化波束形成39-44
• 4.1.1 總的旁瓣能量最小下的極化波束形成39-41
• 4.1.2 最大旁瓣能量最小下的極化波束形成41-44
• 4.2 干擾存在情況下的最優(yōu)極化波束形成44-51
• 4.2.1 零點約束下的最優(yōu)極化波束形成44-45
• 4.2.2 旁瓣極化約束下的最優(yōu)極化波束形成45-47
• 4.2.3 旁瓣極化與零點約束聯(lián)合下的最優(yōu)極化波束形成47-48
• 4.2.4 性能仿真48-51
• 4.3 隨機陣列最優(yōu)極化波束形成51-56
• 4.3.1 隨機陣列陣列響應51-52
• 4.3.2 坐標變換52-53
• 4.3.3 隨機陣列最優(yōu)極化波束形成53-55
• 4.3.4 仿真分析55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文64-66
• 致謝66

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