頻率分集陣列(Frequency Diverse Array,簡稱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(同時具有時間、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此進行研究。在無線輸能領(lǐng)域,應(yīng)用陣列對指定點進行無線輸能已經(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)空間的定點聚焦,所以對FDA的研究顯得尤為重要。本文通過對FDA的聚焦特性進行研究,并結(jié)合智能優(yōu)化算法對相關(guān)頻率參數(shù)等進行優(yōu)化,實現(xiàn)了陣列的無線輸能,并且在近場領(lǐng)域通過CST進行了驗證。本文主要研究內(nèi)容包括以下5個部分:(1)闡述了FDA的國內(nèi)外研究動態(tài)、背景及意義;對FDA的基本原理和智能優(yōu)化算法進行了介紹。(2)運用FDA實現(xiàn)遠場單點聚焦,增加了對計算聚焦點位置的范圍和聚焦參數(shù)的計算。通過將FDA的操作頻率設(shè)置為時變函數(shù),使用遺傳算法對頻率參數(shù)進行優(yōu)化,實現(xiàn)了空間中的單點聚焦,并且具有良好的聚焦性能。(3)運用FDA實現(xiàn)遠場多點依次聚焦與多點同時聚焦。在前面的單點聚焦基礎(chǔ)上,通過在不同時間段進行定點聚焦優(yōu)化,實現(xiàn)了空間遠場的多點依次聚焦;通過結(jié)合單點聚焦與多點聚焦的參數(shù)指標,并添加特殊的目標函數(shù),實現(xiàn)了空間遠場的多點同時聚焦。(4)運用二維FDA實現(xiàn)自由空間中近場指定點的無線輸能。通過將FDA的操作頻率與權(quán)重設(shè)置為參數(shù),運用遺傳算法依次對操作頻率和權(quán)重進行優(yōu)化,實現(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的聚焦特性,最后通過CST對矩形分布陣列進行仿真,驗證了優(yōu)化的正確性。(5)對本文的研究進行總結(jié),提出下一步的研究方向,以及對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滿足一對數(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， f 為基礎(chǔ)頻率差，這類陣列實現(xiàn)了空間的定點聚焦，且具較小的旁瓣，雖然不能實現(xiàn)時不變聚焦，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滿足一對數(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， f 為基礎(chǔ)頻率差，這類陣列實現(xiàn)了空間的定點聚焦，且具較小的旁瓣，雖然不能實現(xiàn)時不變聚焦，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 FDA 的保密通信進行一些探索[1制設(shè)備控制一個二元的 FDA 陣列的運作，成功實現(xiàn)了焦，使得信號只能在合適的方向與距離上才能被再次多相關(guān)特性。實驗示意圖及成像如圖 1-5 和圖 1-6 所

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 高寬棟;頻控陣雷達陣列優(yōu)化設(shè)計及其目標參數(shù)估計方法研究[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：2828518