發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 11:40

【摘要】：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展,大規(guī)模陣列因其高分辨率,高增益,高信號(hào)傳輸率等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代雷達(dá),通信,聲吶等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。陣列方向圖綜合作為陣列信號(hào)處理中關(guān)鍵技術(shù)已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。伴隨著陣列規(guī)模的增大,陣列方向圖綜合技術(shù)面臨著模型高度非線性,算法計(jì)算高復(fù)雜性等難點(diǎn)。本文針對(duì)這些難點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)代優(yōu)化理論,特別是大規(guī)模并行優(yōu)化理論,聚焦于分析與設(shè)計(jì)大規(guī)模方向圖綜合方法及其對(duì)應(yīng)的高效求解算法。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括:基于理想導(dǎo)向矢量的大規(guī)模陣列方向圖綜合技術(shù)和穩(wěn)健大規(guī)模陣列方向圖綜合技術(shù)。對(duì)于理想條件下的陣列方向圖綜合問(wèn)題,本文以理想的陣列導(dǎo)向矢量為基礎(chǔ),分別建立了最小化旁瓣電平模型、最大化方向性系數(shù)模型和多目標(biāo)的方向圖綜合模型,用于設(shè)計(jì)具有低旁瓣,窄波束等特點(diǎn)的方向圖。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)主瓣寬度的直接控制,我們對(duì)不同角度的導(dǎo)向矢量進(jìn)行加權(quán),提出了改進(jìn)型的方向圖綜合模型。對(duì)于大規(guī)模陣列場(chǎng)景,現(xiàn)有的方向圖綜合技術(shù)大多數(shù)難以解決計(jì)算復(fù)雜度太高的難點(diǎn),而導(dǎo)致其適用的場(chǎng)景大大減少。本文基于交替方向乘子法設(shè)計(jì)了一種低復(fù)雜度,可并行運(yùn)算的優(yōu)化算法,以求解方向圖綜合問(wèn)題的全局最優(yōu)值。在仿真實(shí)驗(yàn)部分,以大規(guī)模平面陣列系統(tǒng)為例,對(duì)模型中的各參數(shù)進(jìn)行分析與驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文模型在不同參數(shù)下的有效性。對(duì)于穩(wěn)健方向圖綜合問(wèn)題,針對(duì)導(dǎo)向矢量誤差難以測(cè)量的難點(diǎn),本文以幅值擾動(dòng)與相位擾動(dòng)做為導(dǎo)向矢量誤差的來(lái)源,設(shè)計(jì)了一種實(shí)際誤差量可測(cè)的乘性誤差模型。但非線性的乘性誤差模型不利于方向圖綜合模型的求解,本文通過(guò)松弛技術(shù)將該非線性的誤差模型轉(zhuǎn)化為線性的加性噪聲模型。以此導(dǎo)向矢量模型為基礎(chǔ),依據(jù)最差情況準(zhǔn)則,本文建立最小化峰值旁瓣電平的穩(wěn)健方向圖綜合模型,并利用凸松弛技術(shù)將該非凸問(wèn)題轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)可解的二階錐規(guī)劃問(wèn)題。此外,本文基于交替方向乘子法給出了可對(duì)該二階錐規(guī)劃問(wèn)題全局閉式求解的并行算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于此加性噪聲模型的穩(wěn)健方向圖綜合方法可大大降低峰值旁瓣電平,同時(shí)對(duì)大規(guī)模陣列具有選擇天線的作用。另一方面,收斂性分析驗(yàn)證了交替方向乘子法具有低復(fù)雜度、高效快速的特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫茂友;離散陣的W—S綜合法－Woodward法改進(jìn)[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);1995年Z1期

本文編號(hào)：2731776