基于時序相位權重的單射頻通道數(shù)字波束形成陣列天線關鍵技術研究
發(fā)布時間：2021-01-15 03:32
射頻（RF）單通道數(shù)字波束形成陣列天線屬于陣列天線的一種。此類天線不但擁有數(shù)字波束形成陣列天線的優(yōu)異性能,而且可以有效減少天線系統(tǒng)的整體成本和功耗,可廣泛應用于現(xiàn)代雷達、通信和導航等系統(tǒng)中。與其它方法比較,用時序相位權重（TSPW）的方法來實現(xiàn)這種天線有許多優(yōu)點。本文圍繞基于時序相位權重的單射頻通道數(shù)字波束形成陣列天線中目前存在的兩個關鍵技術問題:運動補償和實時處理進行研究,其主要創(chuàng)新點如下:1.提出基于時間回溯的插值重排運動補償算法:通過分析所研究天線的結構,提出可以采用的兩種單射頻通道信號采樣方式。結合回波信號統(tǒng)計模型和單射頻通道信號采樣方式,分析了運動補償問題產生的原因,總結了運動補償算法的適用范圍。最后結合前面提出的單射頻通道信號采樣方式和回波信號統(tǒng)計模型,提出了一個用于克服已有運動補償算法不足的基于時間回溯的插值重排運動補償算法。本章部分內容已在Asia-Pacific Microwave Conference（APMC）上發(fā)表。2.提出單射頻通道嵌套MIMO陣列天線及相應的信號處理算法以解決單射頻通道大規(guī)模陣列實時處理問題:從增加陣列整體自由度的角度出發(fā),提出了一種單射頻通...
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：113 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１經典的多通道數(shù)字波束形成陣列天線結構示意圖??為了獲取每－個陣元或子陣接收到的信號，ＤＢＦ陣列天線耑要在每一個天線單元或??
１．２．１頻分復用單通道??文獻［２１］在２００４年提出了一種用于接收ＧＰＳ信號的單通道數(shù)字波朿形成陣列。該??方案的特點是靠不同的頻率來區(qū)分不同陣元上收到的信號。其基本結構示意圖如圖１．３??所示。該方案的特點是在每個陣元后接入一個混頻器，每個混頻器連接的本振具有－定??的頻差。經過下變頻后的各路信號經由合路器合并，最后形成一路寬帶信號被采樣。數(shù)??字信號處理器在基帶對單路采樣信號分頻帶進行數(shù)字濾波后，即可獲取各個陣元上的原??始信號。雖然該方案理論上可行，但在實現(xiàn)方面仍面臨較大挑戰(zhàn)。－方面需要設計多個??中心頻率比較接近的本振連接多個混頻器來區(qū)分信號，這使得設計的復雜度和成本大幅??提高［２２］；另一方面該方案在形成單通道信號時，相鄰頻帶之間的信號容易互相干擾。這??種鄰帶干擾（ＡＣＩ）對最后恢復原始陣列信號會產生較大影響。此外，射頻通道中采用??了混頻器
１．２．１頻分復用單通道??文獻［２１］在２００４年提出了一種用于接收ＧＰＳ信號的單通道數(shù)字波朿形成陣列。該??方案的特點是靠不同的頻率來區(qū)分不同陣元上收到的信號。其基本結構示意圖如圖１．３??所示。該方案的特點是在每個陣元后接入一個混頻器，每個混頻器連接的本振具有－定??的頻差。經過下變頻后的各路信號經由合路器合并，最后形成一路寬帶信號被采樣。數(shù)??字信號處理器在基帶對單路采樣信號分頻帶進行數(shù)字濾波后，即可獲取各個陣元上的原??始信號。雖然該方案理論上可行，但在實現(xiàn)方面仍面臨較大挑戰(zhàn)。－方面需要設計多個??中心頻率比較接近的本振連接多個混頻器來區(qū)分信號，這使得設計的復雜度和成本大幅??提高［２２］；另一方面該方案在形成單通道信號時，相鄰頻帶之間的信號容易互相干擾。這??種鄰帶干擾（ＡＣＩ）對最后恢復原始陣列信號會產生較大影響。此外，射頻通道中采用??了混頻器
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷達DOA估計算法[J]. 楊杰,廖桂生. 電子與信息學報. 2014(11)
[2]基于壓縮感知的穩(wěn)健單通道波達方向估計方法[J]. 王超宇,梅湄,李洪濤,朱曉華. 電波科學學報. 2014(04)
[3]基于壓縮感知的單通道魯棒自適應波束形成算法[J]. 李洪濤,賀亞鵬,肖瑤,朱曉華. 電子與信息學報. 2012(10)
[4]智能天線與自適應數(shù)字波束形成技術[J]. 涂正林,楊春華. 艦船電子對抗. 2006(05)
[5]用單通道接收機實現(xiàn)方位超分辨的一種方法[J]. 葉中付,吳濤. 信號處理. 2001(02)
[6]相控陣雷達反演口徑分布實現(xiàn)方位超分辨[J]. 盛衛(wèi)星,方大綱. 電波科學學報. 2000(02)
[7]相控陣雷達反演口徑分布中的運動補償[J]. 盛衛(wèi)星,方大綱,葉曉東. 電波科學學報. 2000(02)
[8]基于相控陣單通道接收機高分辨DOA估計的跟蹤算法[J]. 葉中付,吳濤. 電子科學學刊. 2000(02)
[9]陳列加權反演口徑幅相分布方法的誤差分析和校正[J]. 顧繼慧,盛衛(wèi)星,方大綱. 微波學報. 2000(01)
[10]單通道接收機實施空間譜估計測向[J]. 趙益民,鞠德航. 通信學報. 1997(02)
本文編號：2978139
【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：113 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１．１經典的多通道數(shù)字波束形成陣列天線結構示意圖??為了獲取每－個陣元或子陣接收到的信號，ＤＢＦ陣列天線耑要在每一個天線單元或??
１．２．１頻分復用單通道??文獻［２１］在２００４年提出了一種用于接收ＧＰＳ信號的單通道數(shù)字波朿形成陣列。該??方案的特點是靠不同的頻率來區(qū)分不同陣元上收到的信號。其基本結構示意圖如圖１．３??所示。該方案的特點是在每個陣元后接入一個混頻器，每個混頻器連接的本振具有－定??的頻差。經過下變頻后的各路信號經由合路器合并，最后形成一路寬帶信號被采樣。數(shù)??字信號處理器在基帶對單路采樣信號分頻帶進行數(shù)字濾波后，即可獲取各個陣元上的原??始信號。雖然該方案理論上可行，但在實現(xiàn)方面仍面臨較大挑戰(zhàn)。－方面需要設計多個??中心頻率比較接近的本振連接多個混頻器來區(qū)分信號，這使得設計的復雜度和成本大幅??提高［２２］；另一方面該方案在形成單通道信號時，相鄰頻帶之間的信號容易互相干擾。這??種鄰帶干擾（ＡＣＩ）對最后恢復原始陣列信號會產生較大影響。此外，射頻通道中采用??了混頻器
１．２．１頻分復用單通道??文獻［２１］在２００４年提出了一種用于接收ＧＰＳ信號的單通道數(shù)字波朿形成陣列。該??方案的特點是靠不同的頻率來區(qū)分不同陣元上收到的信號。其基本結構示意圖如圖１．３??所示。該方案的特點是在每個陣元后接入一個混頻器，每個混頻器連接的本振具有－定??的頻差。經過下變頻后的各路信號經由合路器合并，最后形成一路寬帶信號被采樣。數(shù)??字信號處理器在基帶對單路采樣信號分頻帶進行數(shù)字濾波后，即可獲取各個陣元上的原??始信號。雖然該方案理論上可行，但在實現(xiàn)方面仍面臨較大挑戰(zhàn)。－方面需要設計多個??中心頻率比較接近的本振連接多個混頻器來區(qū)分信號，這使得設計的復雜度和成本大幅??提高［２２］；另一方面該方案在形成單通道信號時，相鄰頻帶之間的信號容易互相干擾。這??種鄰帶干擾（ＡＣＩ）對最后恢復原始陣列信號會產生較大影響。此外，射頻通道中采用??了混頻器
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷達DOA估計算法[J]. 楊杰,廖桂生. 電子與信息學報. 2014(11)
[2]基于壓縮感知的穩(wěn)健單通道波達方向估計方法[J]. 王超宇,梅湄,李洪濤,朱曉華. 電波科學學報. 2014(04)
[3]基于壓縮感知的單通道魯棒自適應波束形成算法[J]. 李洪濤,賀亞鵬,肖瑤,朱曉華. 電子與信息學報. 2012(10)
[4]智能天線與自適應數(shù)字波束形成技術[J]. 涂正林,楊春華. 艦船電子對抗. 2006(05)
[5]用單通道接收機實現(xiàn)方位超分辨的一種方法[J]. 葉中付,吳濤. 信號處理. 2001(02)
[6]相控陣雷達反演口徑分布實現(xiàn)方位超分辨[J]. 盛衛(wèi)星,方大綱. 電波科學學報. 2000(02)
[7]相控陣雷達反演口徑分布中的運動補償[J]. 盛衛(wèi)星,方大綱,葉曉東. 電波科學學報. 2000(02)
[8]基于相控陣單通道接收機高分辨DOA估計的跟蹤算法[J]. 葉中付,吳濤. 電子科學學刊. 2000(02)
[9]陳列加權反演口徑幅相分布方法的誤差分析和校正[J]. 顧繼慧,盛衛(wèi)星,方大綱. 微波學報. 2000(01)
[10]單通道接收機實施空間譜估計測向[J]. 趙益民,鞠德航. 通信學報. 1997(02)
本文編號：2978139
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