本文關(guān)鍵詞：全通帶多天線信號合成關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,人們在深空探索領(lǐng)域取得了許多偉大的成就。隨著深空探索的不斷深入,探測距離越來越遠(yuǎn),支持深空通信的方式也發(fā)生著巨大的變化。多天線信號合成技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,已發(fā)展成為當(dāng)前深空通信領(lǐng)域?qū)Φ托旁氡刃盘栠M(jìn)行可靠接收的重要分支。與傳統(tǒng)單個大天線接收方式相比,多天線信號合成技術(shù)可以對弱信號進(jìn)行更有效的接收,而且工作模式也更為穩(wěn)健。鑒于多天線信號合成技術(shù)的諸多優(yōu)勢,得到了眾多航天大國的高度重視。本論文圍繞多天線信號合成技術(shù)應(yīng)用于多目標(biāo)信號的背景,針對高斯信道下多天線信號時延與相位對準(zhǔn)及信號合成問題展開了研究。論文主要工作及創(chuàng)新點如下:1.針對多信號條件下的一體化合成問題,設(shè)計了基于頻域處理的全通帶多天線信號合成框架,在此處理框架下提出了一種基于固定參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的合成算法。區(qū)別于傳統(tǒng)的面向單信號的多天線信號合成處理模式,在多信號條件下,利用信號頻域可分的特點,提出了全通帶多天線信號合成的思路,設(shè)計了一種基于信號頻域處理的全通帶多天線信號合成通用處理框架�；诖丝蚣�,在各目標(biāo)信號頻譜信息已知的前提下,借鑒了一種頻域分量最大比算法的思想,利用在高斯信道條件下目標(biāo)信號頻帶內(nèi)相位差隨頻率線性變化的特點,提出了一種基于固定參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的合成算法(SIM-JTPAC)。仿真結(jié)果表明,SIM-JTPAC算法是一種適合多信號一體化合成的算法,在較高信噪比條件下,合成性能接近理論合成性能。2.針對SUMPLE算法存在的隨機(jī)性相位中心與相位漂移問題,提出了一種基于雙參考的算法,達(dá)到了相位中心可控、無相位漂移的目的。首先分析了SUMPLE算法的優(yōu)勢與產(chǎn)生相位漂移原因,基于全通帶多天線信號處理框架,討論了相位漂移對頻域合成產(chǎn)生的嚴(yán)重影響,因此提出了一種雙參考算法(MSUMPLE)。MSUMPLE算法在相關(guān)運(yùn)算時以“準(zhǔn)合成信號”為參考,而相位中心又以選定的某路天線信號為參考,從而能克服SUMPLE的相位漂移問題。理論證明表明了MSUMPLE算法的相位中心可控,且在收斂速度與相位對齊精度方面均與SUMPLE算法一致。仿真結(jié)果表明,MSUMPLE算法的相位中心會靠攏到選定天線的相位,相位中心可控,且相位漂移得到明顯改善。3.針對SIM-JTPAC算法在低信噪比條件下合成性能大幅下降的問題,引入了雙參考算法,提出了基于雙參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的合成算法。在全通帶多天線信號合成的處理框架下,結(jié)合MSUMPLE算法,提出了基于頻域的逐頻點MSUMPLE合成算法。仿真結(jié)果表明,逐頻點MSUMPLE算法在低信噪比條件下依然保持約8dB的信噪比增益,特別地,逐頻點MSUMPLE算法可以在未知信號頻譜信息的情況下實現(xiàn)盲合成處理。由于目標(biāo)信號頻帶內(nèi)各頻率分量的能量有差異,使得利用逐頻點MSUMPLE算法后各頻率分量的相位對齊程度存在差異,這在一定程度上造成了合成性能的損失�？紤]到各天線間在目標(biāo)信號頻帶內(nèi)的相位差是隨頻率變化的線性函數(shù),將由逐頻點MSUMPLE算法得到的權(quán)值向量的相位采用最小二乘算法擬合以權(quán)值進(jìn)行修正,修正后的權(quán)值更符合頻帶內(nèi)相位變化的規(guī)律,因此提出了一種基于雙參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的合成算法(MSUM-JTPAC)。仿真結(jié)果表明,由于利用了信號頻譜相位差是隨頻率線性變化的特征,MSUM-JTPAC算法比逐頻點MSUMPLE算法擁有更好的合成性能。4.結(jié)合理論研究成果,設(shè)計并實現(xiàn)了全通帶多天線信號合成并行處理系統(tǒng)。針對全通帶多天線信號合成處理中數(shù)據(jù)量大、處理時間長的問題,基于并行可行性分析,設(shè)計了并行處理系統(tǒng)的總體方案;然后進(jìn)行模塊化分解,針對每一個模塊完成了并行化設(shè)計。搭建了8天線全通帶多信號合成的測試平臺,實際測試驗證了方案的可行性和合成性能。
【關(guān)鍵詞】：全通帶多天線信號合成 固定參考 時延相位聯(lián)合對準(zhǔn) 雙參考 最小二乘
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN820
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.0 論文研究背景13-14
• 1.1 多天線組陣技術(shù)發(fā)展14-15
• 1.2 研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 多天線信號合成技術(shù)概述15-19
• 1.2.1.1 時差估計算法概述16-18
• 1.2.1.2 合成算法概述18-19
• 1.3 論文主要工作19-23
• 第二章 基于固定參考的全通帶多天線信號合成技術(shù)23-35
• 2.0 引言23-24
• 2.1 全通帶多天線信號合成框架與信號模型24-25
• 2.2 FMRC算法概述25-27
• 2.3 基于固定參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的頻域合成算法27-33
• 2.3.1 算法原理27-29
• 2.3.2 仿真實驗29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于雙參考的全通帶多天線信號合成技術(shù)35-55
• 3.0 引言35-36
• 3.1 SUMPLE算法相位漂移分析36-39
• 3.2 基于雙參考的合成算法39-43
• 3.2.1 算法原理39-40
• 3.2.2 收斂特性證明40-42
• 3.2.3 仿真實驗42-43
• 3.3 基于雙參考的聯(lián)合時延相位對準(zhǔn)的頻域合成算法43-54
• 3.3.1 雙參考頻域合成算法44-47
• 3.3.1.1 數(shù)據(jù)劃分44-46
• 3.3.1.2 逐頻點MSUMPLE算法46-47
• 3.3.2 基于線性相位約束的補(bǔ)償算法47-48
• 3.3.3 仿真實驗48-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 全通帶多天線信號合成并行系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)55-67
• 4.0 引言55
• 4.1 系統(tǒng)總體方案55-56
• 4.2 合成系統(tǒng)并行化設(shè)計與實現(xiàn)56-61
• 4.2.1 可行性分析56
• 4.2.2 系統(tǒng)整體架構(gòu)56-58
• 4.2.3 模塊化58-61
• 4.2.3.1 通道FFT并行模塊58-59
• 4.2.3.2 合成譜IFFT并行模塊59-60
• 4.2.3.3 合成處理并行模塊60-61
• 4.3 全通帶多天線信號合成測試系統(tǒng)61-65
• 4.3.1 性能測試61-64
• 4.3.2 圖片解析64-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 致謝69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者簡歷75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李紀(jì)舟;路璐;郭利民;;空間互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J];通信技術(shù);2015年01期

2 王靜;;空間通信與星際組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展[J];計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);2014年12期

3 張宏偉;劉敏;李新勝;;我國深空探測地面站發(fā)射機(jī)的發(fā)展及展望[J];飛行器測控學(xué)報;2014年03期

4 魏錦文;林利栓;王玉;;領(lǐng)航深空測控事業(yè)——記北京跟蹤與通信技術(shù)研究所測控系統(tǒng)總體團(tuán)隊[J];太空探索;2014年02期

5 徐茂格;柴霖;;我國深空天線組陣技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展思考[J];電訊技術(shù);2014年01期

6 張凱;于宏毅;沈彩耀;沈智翔;;隨機(jī)布局多天線信號聯(lián)合時差估計Cramer-Rao下界[J];信號處理;2013年04期

7 徐茂格;;深空大規(guī)模天線組陣布局設(shè)計[J];飛行器測控學(xué)報;2013年01期

8 于曉黎;孫甲琦;;深空網(wǎng)異地多天線組陣及其發(fā)展[J];遙測遙控;2012年04期

9 沈彩耀;于宏毅;胡峗鵬;;頻率選擇性信道下的多天線信號分量合成算法[J];信息工程大學(xué)學(xué)報;2012年01期

10 茍亮;張更新;孫偉;邊東明;胡婧;;深空通信網(wǎng)發(fā)展與展望[J];數(shù)字通信世界;2012年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 錢志瀚;;甚長基線干涉測量技術(shù)在深空探測中的應(yīng)用[A];中國宇航學(xué)會深空探測技術(shù)專業(yè)委員會第七屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

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本文編號：277746