頻率分集陣列(Frequency Diverse Array,簡(jiǎn)稱FDA)是一種新型的窄帶陣列。和傳統(tǒng)的陣列相比,這種陣列最大的特點(diǎn)是陣元之間的工作頻率互不相同,存在一定的頻率差異,這使得這種陣列具備了一般傳統(tǒng)陣列所不具備的多相關(guān)特性(同時(shí)具有時(shí)間、空間相關(guān)特性),可以在一些應(yīng)用領(lǐng)域中提供新的解決思路,吸引了大量研究工作者對(duì)此進(jìn)行研究。在無線輸能領(lǐng)域,應(yīng)用陣列對(duì)指定點(diǎn)進(jìn)行無線輸能已經(jīng)有了大量的研究,擁有了一定的研究基礎(chǔ)。然而,由于傳統(tǒng)陣列一般不具備距離相關(guān)特性,使得無線輸能的效率往往較低,且穩(wěn)定性不高,而FDA由于具備多相關(guān)特性,能夠?qū)崿F(xiàn)空間的定點(diǎn)聚焦,所以對(duì)FDA的研究顯得尤為重要。本文通過對(duì)FDA的聚焦特性進(jìn)行研究,并結(jié)合智能優(yōu)化算法對(duì)相關(guān)頻率參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了陣列的無線輸能,并且在近場(chǎng)領(lǐng)域通過CST進(jìn)行了驗(yàn)證。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下5個(gè)部分:(1)闡述了FDA的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、背景及意義;對(duì)FDA的基本原理和智能優(yōu)化算法進(jìn)行了介紹。(2)運(yùn)用FDA實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)單點(diǎn)聚焦,增加了對(duì)計(jì)算聚焦點(diǎn)位置的范圍和聚焦參數(shù)的計(jì)算。通過將FDA的操作頻率設(shè)置為時(shí)變函數(shù),使用遺傳算法對(duì)頻率參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了空間中的單點(diǎn)聚焦,并且具有良好的聚焦性能。(3)運(yùn)用FDA實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)多點(diǎn)依次聚焦與多點(diǎn)同時(shí)聚焦。在前面的單點(diǎn)聚焦基礎(chǔ)上,通過在不同時(shí)間段進(jìn)行定點(diǎn)聚焦優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了空間遠(yuǎn)場(chǎng)的多點(diǎn)依次聚焦;通過結(jié)合單點(diǎn)聚焦與多點(diǎn)聚焦的參數(shù)指標(biāo),并添加特殊的目標(biāo)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了空間遠(yuǎn)場(chǎng)的多點(diǎn)同時(shí)聚焦。(4)運(yùn)用二維FDA實(shí)現(xiàn)自由空間中近場(chǎng)指定點(diǎn)的無線輸能。通過將FDA的操作頻率與權(quán)重設(shè)置為參數(shù),運(yùn)用遺傳算法依次對(duì)操作頻率和權(quán)重進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了矩形分布陣列和圓形分布陣列的空間輸能,并討論了在陣列分別為矩形與圓形分布時(shí)的聚焦特性,最后通過CST對(duì)矩形分布陣列進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了優(yōu)化的正確性。(5)對(duì)本文的研究進(jìn)行總結(jié),提出下一步的研究方向,以及對(duì)FDA以后發(fā)展的展望。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN92
【部分圖文】：

構(gòu)及聚焦圖如圖 1-1 和圖 1-2 所示，這種陣列的陣元頻率隨著陣元的坐標(biāo)滿足一對(duì)數(shù)關(guān)系，即log( 1)m f f m+ m 0,1, 2...(1-1)中m為陣元的編號(hào)， f 為基礎(chǔ)頻率差，這類陣列實(shí)現(xiàn)了空間的定點(diǎn)聚焦，且具較小的旁瓣，雖然不能實(shí)現(xiàn)時(shí)不變聚焦，但這種聚焦方法的出現(xiàn)為以后聚焦的一步研究有著極大的啟發(fā)性。

構(gòu)及聚焦圖如圖 1-1 和圖 1-2 所示，這種陣列的陣元頻率隨著陣元的坐標(biāo)滿足一對(duì)數(shù)關(guān)系，即log( 1)m f f m+ m 0,1, 2...(1-1)中m為陣元的編號(hào)， f 為基礎(chǔ)頻率差，這類陣列實(shí)現(xiàn)了空間的定點(diǎn)聚焦，且具較小的旁瓣，雖然不能實(shí)現(xiàn)時(shí)不變聚焦，但這種聚焦方法的出現(xiàn)為以后聚焦的一步研究有著極大的啟發(fā)性。

S. Y. Nusenu 等人對(duì) FDA 的保密通信進(jìn)行一些探索[1制設(shè)備控制一個(gè)二元的 FDA 陣列的運(yùn)作，成功實(shí)現(xiàn)了焦，使得信號(hào)只能在合適的方向與距離上才能被再次多相關(guān)特性。實(shí)驗(yàn)示意圖及成像如圖 1-5 和圖 1-6 所

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 高寬棟;頻控陣?yán)走_(dá)陣列優(yōu)化設(shè)計(jì)及其目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法研究[D];電子科技大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 戴軍;基于FDA的發(fā)射接收波束形成理論研究[D];電子科技大學(xué);2016年

2 李雄;基于頻控陣的調(diào)制技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2828518