本文關(guān)鍵詞：超寬帶陣列波束形成新方法研究

  更多相關(guān)文章： 波束形成 超寬帶相控陣 真延時(shí) 超寬帶時(shí)控陣

【摘要】：波束形成是陣列信號(hào)處理和智能天線系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),普遍應(yīng)用于雷達(dá)、醫(yī)學(xué)、聲納、移動(dòng)通迅、電子干擾與偵察等領(lǐng)域。在相控陣?yán)走_(dá)中,調(diào)整各發(fā)射陣元的相位移可以形成所需要的波束形狀、波束指向和波束數(shù)量。同樣,改變各接收陣元的相位移,可以接收指定方向的回波(接收波束)或多路不同方向的回波。接收波束形成通常在接收回波數(shù)字化后的數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)。早期相控陣?yán)走_(dá)帶寬比較窄,距離分辨率低,采用相位控制的波束形成方法已經(jīng)成熟,性能也相當(dāng)好。隨著對(duì)雷達(dá)性能要求的提高,相控陣?yán)走_(dá)或陣列聲吶等的帶寬越來(lái)越寬,距離分辨率也越來(lái)越高,傳統(tǒng)相控陣波束形成方法出現(xiàn)孔徑渡越和頻率色散現(xiàn)象。針對(duì)寬帶、超寬帶相控陣?yán)走_(dá)頻率色散和孔徑渡越問(wèn)題通常采用子帶處理方法降低孔徑渡越和頻率色散現(xiàn)象。拋物面天線不存在孔徑渡越和頻率色散問(wèn)題。本文借鑒拋物面波束形成原理,研究采用時(shí)間延遲代替相位移補(bǔ)償波程差的時(shí)控陣技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶陣列無(wú)色散無(wú)孔徑渡越的波束形成方法。要達(dá)到相控陣?yán)走_(dá)波束形成的精度,延時(shí)精度要達(dá)到相控陣?yán)走_(dá)的移相精度。該方法適用于寬帶陣列雷達(dá)、寬帶陣列聲吶和寬帶麥克風(fēng)陣列。本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下：1、研究了超寬帶相控陣中存在的主要問(wèn)題。介紹了拋物面天線和相控陣天線的區(qū)別,研究寬帶相控陣天線孔徑渡越和頻率色散的生成機(jī)理,分析孔徑渡越和頻率色散對(duì)波束形成和信號(hào)處理的影響,用lATLAB軟件進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。2、分析超寬帶相控陣常用的幾種方法,提出了時(shí)控陣原理和實(shí)現(xiàn)方法。分析了門電路延時(shí)相控陣、光纖延時(shí)相控陣和子帶處理的超寬帶相控陣波束形成方法,給出了真延時(shí)時(shí)控陣的基本原理和實(shí)現(xiàn)方法,進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明真延時(shí)方法對(duì)每個(gè)頻率點(diǎn)都進(jìn)行延時(shí)處理,檢測(cè)效果非常好,子帶處理會(huì)對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理產(chǎn)生一定的誤差,最終檢測(cè)效果不如真延時(shí)方法。3、研究超寬帶時(shí)控陣波束形成方法。將兩種經(jīng)典到達(dá)角估計(jì)方法——MUSIC算法和ESPRIT算法用于時(shí)控陣的超寬帶到達(dá)角估計(jì),建立了數(shù)學(xué)模型。用ATLAB仿真的結(jié)果表明,基于真延時(shí)的到達(dá)角估計(jì)的精度更高、分辨性能好。4、研究了時(shí)控陣麥克風(fēng)陣列。重點(diǎn)研究時(shí)控陣麥克風(fēng)波束形成的3種方法,分別為常規(guī)波束形成方法、最佳波束形成方法及自適應(yīng)波束形成算法。對(duì)麥克風(fēng)陣列信號(hào)建模,用3種方法進(jìn)行波束形成,MATLAB仿真表明：常規(guī)波束形成方法不能有效抑制噪聲和干擾,即使加窗也只能改善x軸或y軸效果；自適應(yīng)波束形成算法具有更好的指向性,但是x軸旁瓣相對(duì)變寬；最佳波束形成算法可以有效地減少噪聲和干擾對(duì)信號(hào)的影響。本文研究了超寬帶陣列波束形成的新方法。提出基于真延時(shí)的時(shí)控陣方法實(shí)現(xiàn)超寬帶陣列波束形成技術(shù)。并對(duì)超寬帶時(shí)控陣?yán)走_(dá)波束形成和超寬帶時(shí)控陣麥克風(fēng)波束形成進(jìn)行了較為深入的研究和仿真驗(yàn)證。研究結(jié)果表明時(shí)控陣波束形成沒有孔徑渡越和頻率色散問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：波束形成 超寬帶相控陣 真延時(shí) 超寬帶時(shí)控陣
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN958.92
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 寬帶、超寬帶相控陣概述9-10
• 1.2 寬帶、超寬帶相控陣研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文主要工作和后續(xù)安排12-14
• 第2章 超寬帶相控陣存在的主要問(wèn)題14-27
• 2.1 拋物面天線與相控陣天線14-18
• 2.1.1 拋物面天線15-17
• 2.1.2 相控陣天線17-18
• 2.2 孔徑渡越18-22
• 2.3 頻率色散22-23
• 2.4 超寬帶相控陣波束形成23-27
• 2.4.1 孔徑渡越現(xiàn)象仿真24-25
• 2.4.2 頻率色散現(xiàn)象仿真25-27
• 第3章 實(shí)現(xiàn)寬帶相控陣的幾種方法27-39
• 3.1 門電路延時(shí)相控陣27-28
• 3.2 光纖延時(shí)相控陣28-33
• 3.2.1 光纖實(shí)時(shí)延遲線延時(shí)原理28-29
• 3.2.2 光纖實(shí)時(shí)延遲方法29-32
• 3.2.3 光纖延時(shí)在相控陣?yán)走_(dá)中的應(yīng)用32-33
• 3.3 子帶處理33-36
• 3.3.1 子帶處理簡(jiǎn)介33-34
• 3.3.2 子帶處理34-36
• 3.4 真延時(shí)時(shí)控陣36-39
• 3.4.1 真延時(shí)時(shí)控陣原理36
• 3.4.2 真延時(shí)時(shí)控陣仿真36-39
• 第4章 超寬帶時(shí)控陣?yán)走_(dá)39-50
• 4.1 超寬帶時(shí)控陣簡(jiǎn)介39-40
• 4.2 超寬帶時(shí)控陣應(yīng)用40-41
• 4.3 超寬帶到達(dá)角估計(jì)方法41-45
• 4.3.1 經(jīng)典到達(dá)角估計(jì)方法41-45
• 4.4 基于真延時(shí)的超寬帶到達(dá)角估計(jì)方法45-50
• 4.4.1 基于真延時(shí)的超寬帶DOA估計(jì)理論模型45-48
• 4.4.2 基于真延時(shí)的超寬帶DOA估計(jì)仿真48-50
• 第5章 時(shí)控陣麥克風(fēng)陣列50-66
• 5.1 麥克風(fēng)陣列簡(jiǎn)介50-52
• 5.2 麥克風(fēng)陣列應(yīng)用52-56
• 5.3 麥克風(fēng)時(shí)控陣波束形成方法56-59
• 5.3.1 麥克風(fēng)時(shí)控陣信號(hào)建模56-57
• 5.3.2 常規(guī)波束形成算法57
• 5.3.3 最佳波束形成算法57-58
• 5.3.4 自適應(yīng)波束形成算法58-59
• 5.4 波束形成算法仿真59-66
• 5.4.1 仿真參數(shù)59-60
• 5.4.2 常規(guī)波束形成算法仿真60-62
• 5.4.3 LCMP自適波束形成算法仿真62-64
• 5.4.4 GSC波束形成算法仿真64-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果73-74

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1 胡曉魯;;開拓?zé)o線超寬帶新用途[J];科學(xué)時(shí)代;2003年03期

2 黃燕;超寬帶破繭而出[J];互聯(lián)網(wǎng)周刊;2004年35期

3 曲卡爾;美國(guó)致力研究用于先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的超寬帶技術(shù)[J];航空電子技術(shù);2005年01期

4 李靜芳;超寬帶離我們還遠(yuǎn)嗎?[J];電子技術(shù);2005年02期

5 李靜芳;信息時(shí)代聚焦超寬帶技術(shù)[J];電子技術(shù);2005年02期

6 ;2010國(guó)際超寬帶會(huì)議[J];微波學(xué)報(bào);2010年01期

7 何貴斌;;超寬帶導(dǎo)航技術(shù)及應(yīng)用構(gòu)想[J];中國(guó)新通信;2012年08期

8 施志康;;軍事通信中超寬帶技術(shù)的應(yīng)用分析[J];中國(guó)新通信;2013年04期

9 ;超寬帶不是夢(mèng)[J];科技廣場(chǎng);2002年07期

10 黃武襄;超寬帶技術(shù)在通信中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電信科技;2003年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曹艷瀏;高斌;高攸綱;甘捷;;有關(guān)超寬帶技術(shù)中的一些問(wèn)題[A];第十五屆全國(guó)電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

2 戴普興;王春華;劉飛;;超寬帶射頻通信電路研究進(jìn)展[A];第五屆中國(guó)通信集成電路技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)會(huì)議文集[C];2007年

3 閔江濤;;超寬帶技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[A];2008年“ICT助力兩型社會(huì)建設(shè)”學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

4 陳紅;;超寬帶無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[A];2009年中國(guó)高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

5 李繼斌;郭宗良;;超寬帶技術(shù)在裝甲兵車載指揮通信中的應(yīng)用[A];2010通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十五屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2010年

6 苗濤;盧燕飛;馮玉珉;;超寬帶在數(shù)字家庭個(gè)域網(wǎng)中的研究與應(yīng)用[A];2005通信理論與技術(shù)新進(jìn)展——第十屆全國(guó)青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 沈劍青;李思敏;姜興;;超寬帶試驗(yàn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[A];通信理論與信號(hào)處理新進(jìn)展——2005年通信理論與信號(hào)處理年會(huì)論文集[C];2005年

8 王穎;陳光;;適用于多帶超寬帶的信道估計(jì)研究[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2008年

9 王帥;張杰;;超寬帶技術(shù)在礦井中的應(yīng)用[A];煤礦自動(dòng)化與信息化——第20屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第2屆中國(guó)煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集[C];2010年

10 趙玉虎;;一種編碼跳時(shí)超寬帶系統(tǒng)性能分析[A];浙江省電子學(xué)會(huì)第七次會(huì)員代表大會(huì)暨2007學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 曉濤、昊天編譯;超寬帶：比藍(lán)牙更優(yōu)越[N];計(jì)算機(jī)世界;2004年

2 ;美國(guó)研究超寬帶技術(shù)應(yīng)用[N];人民郵電;2000年

3 曉竹;超寬帶技術(shù)有望走進(jìn)美國(guó)百姓家[N];人民郵電;2002年

4 ;藍(lán)牙欲借助UWB提高帶寬[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

5 ;超寬帶技術(shù)還有一段路要走[N];人民郵電;2004年

6 楊建波;超寬帶有多“寬”[N];河北日?qǐng)?bào);2002年

7 ;摩托羅拉超寬帶芯片實(shí)現(xiàn)極高數(shù)據(jù)傳輸速率[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

8 信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信信息研究所 李珊;超寬帶技術(shù)蟄伏 市場(chǎng)前景可期[N];通信信息報(bào);2004年

9 本報(bào)駐華盛頓記者 張孟軍;超寬帶技術(shù)成新寵[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

10 記者　 計(jì)育青;UWB上演三國(guó)演義 中國(guó)將是主戰(zhàn)場(chǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2006年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李楊;短距離超寬帶沖激成像雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

2 王鵬毅;超寬帶抗干擾通信定位技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2007年

3 趙亮;超寬帶拓展距離通信技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2011年

4 李輝;超寬帶混沌通信技術(shù)的研究[D];南京理工大學(xué);2008年

5 王樹彬;超寬帶認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)電磁干擾的研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

6 李德建;壓縮感知與超寬帶信道建模的研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

7 王宏;超寬帶穿墻雷達(dá)成像及多普勒特性研究[D];電子科技大學(xué);2010年

8 趙華;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳輸參考超寬帶技術(shù)研究[D];南京師范大學(xué);2012年

9 曹福成;超寬帶無(wú)線定位算法及其在月球車上的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2008年

10 肖竹;超寬帶定位與RAKE接收關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 許斌;基于電磁方法的混合物介電特性研究及含水量檢測(cè)[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

2 王子冉;室內(nèi)超寬帶無(wú)線定位技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2015年

3 李浩;超寬帶RCS測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 張正亨;波束不分裂的超寬帶全向天線研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 丁延鵬;高速超寬帶信號(hào)處理算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

6 賀爽;小型化超寬帶MIMO天線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 郭建廣;超寬帶無(wú)線定位技術(shù)研究[D];寧波大學(xué);2015年

8 陽(yáng)熊;基于超寬帶的定位技術(shù)研究與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2015年

9 趙洋;超寬帶MIMO雷達(dá)穿墻高分辨成像技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

10 張強(qiáng);室內(nèi)環(huán)境下基于UWB技術(shù)的定位研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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