本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)波束形成的零陷加寬技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 波束形成 零陷加寬 相干干擾 協(xié)方差矩陣重構(gòu) 投影變換 對角加載

【摘要】：波束形成技術(shù)作為陣列信號處理中的一個重要研究分支,已被廣泛地應(yīng)用于雷達(dá)、通信、聲吶等眾多領(lǐng)域。在理想情況中,自適應(yīng)波束形成算法能將波束方向圖的零陷對準(zhǔn)干擾。然而在實際情況下,由于天線平臺發(fā)生振動或干擾擾動等情況的存在,導(dǎo)致干擾偏移出零陷位置從而不能被有效的消除,將嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。因此,研究自適應(yīng)零陷控制算法變得十分必要。本論文研究了基于自適應(yīng)波束形成的零陷加寬算法,主要完成了以下工作：(1)針對干擾信號和期望信號相干的情況,提出了一種基于相干干擾的波束形成零陷加寬算法。該算法不僅能有效消除干擾信號和期望信號的相干性,又能將于干擾處形成的零陷進(jìn)行展寬。仿真實驗結(jié)果表明,在相干干擾環(huán)境以及干擾發(fā)生擾動的情況下,該算法依然能夠使波束形成器具有較好的輸出性能,有效地增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。(2)針對協(xié)方差矩陣加權(quán)(Covariance Matrix Tapering, CMT)算法在加寬零陷的同時會減小零陷深度這一情況,提出了一種基于協(xié)方差矩陣重構(gòu)的零陷加寬算法。該算法通過對空間譜函數(shù)進(jìn)行空域擴(kuò)展,并加入了深度系數(shù)對零陷深度進(jìn)行控制,在加寬零陷的同時又加深了零陷深度。仿真實驗結(jié)果表明,該算法對干擾具有更好的抑制能力,并且可應(yīng)用于小快拍數(shù)的情況中。(3)提出了一種基于最小方差無畸變響應(yīng)(Minimum Variance Distortionless Response, MVDR)的投影變換與對角加載相結(jié)合的波束形成零陷加寬算法。該算法利用投影變換矩陣對陣列接收數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,并根據(jù)載入因子與采樣協(xié)方差矩陣之間的關(guān)系來確定載入因子,不僅加寬了零陷寬度,同時又加深了零陷深度。仿真實驗結(jié)果表明,該算法在干擾信號角度失配的情況下依然表現(xiàn)出較好的輸出性能,且在低快拍數(shù)下依然能夠穩(wěn)定工作。
【關(guān)鍵詞】：波束形成 零陷加寬 相干干擾 協(xié)方差矩陣重構(gòu) 投影變換 對角加載
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究歷史及現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 波束形成的發(fā)展概況10-12
• 1.2.2 寬零陷波束形成的研究進(jìn)展12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 自適應(yīng)波束形成技術(shù)研究16-32
• 2.1 自適應(yīng)陣列模型16-19
• 2.2 三種最優(yōu)濾波準(zhǔn)則19-25
• 2.2.1 最大信干噪比(MSINR)準(zhǔn)則19-21
• 2.2.2 最小均方誤差(MMSE)準(zhǔn)則21
• 2.2.3 最小噪聲方差(MNV)準(zhǔn)則21-23
• 2.2.4 三種準(zhǔn)則的比較23-25
• 2.3 兩種經(jīng)典的波束形成器25-28
• 2.3.1 Bartlett波束形成器26-27
• 2.3.2 Capon波束形成器27-28
• 2.4 兩種經(jīng)典的零陷加寬方法28-31
• 2.4.1 Mailloux方法28-29
• 2.4.2 Zatman方法29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于相干波束形成的零陷加寬算法研究32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 相干干擾波束形成算法32-37
• 3.2.1 相干干擾環(huán)境下的信號模型32-35
• 3.2.2 相干干擾環(huán)境下期望信號相消現(xiàn)象35-37
• 3.3 相干干擾環(huán)境下的零陷加寬算法37-42
• 3.3.1 前后向空間平滑波束形成算法37-39
• 3.3.2 零陷加寬算法39-42
• 3.3.3 相干波束形成零陷加寬算法步驟42
• 3.4 仿真結(jié)果與分析42-45
• 3.4.1 前后向空間平滑去相干仿真實驗43-44
• 3.4.2 二次約束零陷加寬仿真實驗44
• 3.4.3 輸出SINR與輸入SINR關(guān)系仿真實驗44-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第四章 基于協(xié)方差矩陣重構(gòu)的零陷加寬算法研究47-59
• 4.1 引言47-48
• 4.2 協(xié)方差矩陣重構(gòu)的波束形成算法48-50
• 4.2.1 波束形成信號模型48-49
• 4.2.2 Y.Gu協(xié)方差矩陣重構(gòu)算法49-50
• 4.3 協(xié)方差矩陣重構(gòu)的零陷加寬算法50-52
• 4.3.1 零陷深度可調(diào)的零陷加寬算法50-51
• 4.3.2 零陷加寬算法步驟51-52
• 4.4 仿真結(jié)果與分析52-57
• 4.4.1 深度系數(shù)與輸出SINR關(guān)系仿真實驗52-53
• 4.4.2 波束圖對比仿真實驗53-55
• 4.4.3 輸出SINR對比仿真實驗55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 第五章 基于投影變換與對角加載結(jié)合的零陷加寬算法研究59-72
• 5.1 引言59
• 5.2 陣列結(jié)構(gòu)與信號模型59-62
• 5.3 投影變換與對角加載相結(jié)合的零陷加寬算法62-67
• 5.3.1 投影變換62-64
• 5.3.2 對角加載64-66
• 5.3.3 零陷加寬算法步驟66-67
• 5.4 仿真結(jié)果與分析67-70
• 5.4.1 波束圖對比仿真實驗67-68
• 5.4.2 輸出SINR對比仿真實驗68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 第六章 全文總結(jié)72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 致謝79-80
• 作者簡介80
• 基本情況80
• 研究生階段學(xué)位攻讀期間課程學(xué)習(xí)情況80
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果情況80
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與項目情況80

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本文編號：634780