收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

宽带数字阵列波束形成算法及应用研究

李会勇  
【摘要】: 多功能相控阵雷达,即用一部雷达系统可实现多部雷达的战术功能,是相控阵雷达的发展方向。为了使多功能相控阵雷达具有目标识别、成像的能力,这就要求相控阵雷达应具有高的距离分辨率,即相控阵雷达应工作在宽带。 宽带数字阵雷达为实现相控阵雷达的多功能提供了可行的硬件平台。它用数字时延取代了传统的移相器,可减小孔径效应,使相控阵雷达实现宽带宽角扫描。 另外,它还具有很高的动态范围、容易实现发射波形和频率捷变等优点。宽带数字波束形成是宽带数字阵雷达中的关键技术之一。要实现宽带波束形成,不能再采用普通相控阵雷达中的移相技术,而必须采用数字时延,另外,为了在形成正确波束指向的同时,还在干扰到来方向形成零点,以提高系统性能,所采用的自适应算法和技术也不同于窄带自适应波束形成技术。 所以,以宽带数字阵雷达为应用背景,开展数字时延产生、宽带波束形成、自适应宽带干扰置零、系统实现方案等关键技术研究,有着重要的理论意义和实用价值,这也是目前阵列信号处理研究中的热点问题。 本文针对宽带数字阵雷达系统波束形成技术进行了研究,主要研究包括: 1、研究了基于分数时延的宽带波束形成技术,分析了直接射频采样模式下,基于时延的波束形成结构,并对分数时延的三种产生方法在宽带波束形成中的应用与实现、性能及复杂性进行了分析、比较,指出尽管分数时延能够获得较理想的阵列方向图特性,但是全部阵元都采用分数时延结构可能会带来系统实现的复杂性和高成本。 2、研究了分子阵的宽带波束形成技术。在实际大型相控阵雷达中,由于阵元数成百上千甚至上万个,如果每个阵元后面都采用分数时延方法,会给系统海量数据的传输与存储、高速滤波器实现等方面带来很大的压力,必须采用分子阵的波束形成结构以降低系统实现难度和成本。研究了子阵划分的原则和方法,对基于阵元内单元移相加子阵间分数时延的宽带波束形成性能进行了分析,并用仿真结果验证了方法的有效性。 3、研究了宽带自适应波束形成算法在数字阵中的应用。宽带自适应波束形成方法不同于窄带波束形成,论文对宽带自适应波束形成算法,特别是ISM和CSM算法在宽带数字阵中的自适应干扰置零方面的性能进行了分析、对比,对它们在不同工作频率、工作带宽、干扰模式、阵列形式等条件下的性能进行了仿真分析,并讨论了快拍数、采样率、FFT点数等对干扰置零性能的影响,这些结果和结论为宽带数字阵实验系统选择自适应波束形成算法以及系统参数提供理论依据。 4、研究了宽带数字阵雷达可能的实现方案及对应的波束形成方法。分析比较了宽带数字阵雷达可能采用的三种宽带信号:瞬时宽(频)带信号、宽带线性调频信号和频率步进信号,以及直接射频采样、中频采样等方式下宽带数字阵雷达系统及波束形成实现方案及特点、难度和存在的问题。对于去斜方案,提出了一种能够灵活控制波束指向的宽带波束形成方法。另外,针对宽带数字阵实现时可能存在的多通道采样不同步问题,分析了它对波束形成性能的影响,并进行了详细的理论推导和分析,以及仿真验证,为今后宽带数字阵雷达系统设计提供硬件选型和波束参数选择等方面的理论参考。 此外,论文还针对阵列处理的另一个重要应用领域—MIMO通信系统中的检测算法进行了研究。MIMO技术是近年来的一个热点研究问题,也是下一代无线通信系统(B3G)中的关键技术之一。 论文研究了非线性检测算法在MIMO通信系统中的应用。利用非线性算法将MIMO系统中多个天线接收信号进行合成,充分利用接收信号中所包含的高阶信息,提高MIMO系统检测性能。为了克服非线性检测算法在计算复杂性方面的不足,提出了两种降低计算量的方法:基于矩阵递增求解的方法和基于Fisher比的稀疏化方法。仿真验证了这两种算法都能够显著降低非线性算法的计算量,而且误码率性能远远超过传统的常规MIMO系统线性检测算法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 任超;吴嗣亮;王菊;李加琪;;一种新的宽带波束形成算法[J];北京理工大学学报;2008年05期
2 张骅;党明杰;;基于码相关的自适应多波束形成算法[J];电子测量技术;2008年06期
3 郑均杰;;一种稳健接收波束形成算法[J];舰船电子对抗;2013年04期
4 孙学军;唐斌;万再莲;;基于粒子群优化的数字波束形成算法[J];电讯技术;2008年11期
5 任超;吴嗣亮;王菊;李加琪;;基于可变对角加载的稳健空时波束形成算法[J];北京理工大学学报;2008年11期
6 徐立德;王华奎;刘柱;;一种新的变步长波束形成算法[J];山西电子技术;2008年06期
7 宋昕;汪晋宽;韩英华;;基于可变对角载入的鲁棒自适应波束形成算法[J];信号处理;2008年04期
8 刘春静;张曙;;不确定权值下的鲁棒波束形成算法[J];系统工程与电子技术;2009年08期
9 刘聪锋;廖桂生;;最差性能最优的稳健波束形成算法[J];西安电子科技大学学报;2010年01期
10 顾晓波;张骅;;基于数字波束形成算法的仿真设计[J];科技视界;2012年11期
11 宋昕;汪晋宽;韩英华;;基于二次型约束的鲁棒自适应波束形成算法[J];电子与信息学报;2008年11期
12 刘聪锋;廖桂生;;最差性能最优通用信号模型稳健波束形成算法[J];电子学报;2010年06期
13 顾陈;何劲;朱晓华;;冲击噪声背景下基于最小均方归一化误差的波束形成算法[J];电子学报;2010年06期
14 李洪涛;贺亚鹏;肖瑶;朱晓华;;基于压缩感知的单通道鲁棒自适应波束形成算法[J];电子与信息学报;2012年10期
15 金伟;贾维敏;张峰干;姚敏立;;基于单通道接收机的鲁棒自适应波束形成算法[J];探测与控制学报;2013年01期
16 路成军;盛卫星;韩玉兵;马晓峰;;基于可变加载的稳健并行波束形成算法[J];南京理工大学学报;2013年03期
17 毕杨;王英民;陈晓屹;;一种改进的宽带聚焦波束形成算法[J];计算机仿真;2014年05期
18 郭元曦,卞红雨;基于TMS320C6416DSP的高频图像声呐算法的实现及优化[J];应用科技;2005年07期
19 蒋飚;朱埜;孙长瑜;;阵列指向性二次型约束稳健波束形成算法[J];声学学报;2006年01期
20 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;最坏情况下的鲁棒自适应波束形成算法性能分析[J];电子学报;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林静然;彭启琮;邵怀宗;居太亮;;基于自适应对角加载的鲁棒波束形成算法[A];无线传感器网及网络信息处理技术——2006年通信理论与信号处理年会论文集[C];2006年
2 徐海林;;一种改进的鲁棒自适应波束形成算法[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年
3 李晓敏;侯朝焕;鄢社锋;杨力;;一种加速波束形成算法的仿真系统[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
4 陈超贤;;一种稳健的最低旁瓣波束形成算法[A];2013中国西部声学学术交流会论文集(上)[C];2013年
5 陈超贤;;近似最优对角加载量的稳健波束形成算法[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
6 张海滨;曲强;金明录;;一种改进的基于可变加载的鲁棒波束形成算法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
7 胡笑浒;郑成诗;李晓东;;二阶自适应零陷波束形成算法性能分析[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
8 王正;黄海宁;叶青华;;一种对DOA失配宽容的波束形成算法[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
9 赵小见;赵磊;陈农;;基于相干声源的CLEAN算法在常规风洞声源辨识研究中的应用[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
10 毛鲁光;秦卫平;;盲递归最小二乘算法在OFDM中的应用研究[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 宋昕;复杂环境下的鲁棒自适应波束形成算法的研究[D];东北大学;2008年
2 徐东阳;基于非圆系数估计的宽线性波束形成算法研究[D];中国科学技术大学;2014年
3 贺寓东;遥测系统中的数字波束形成算法及其实现技术研究[D];清华大学;2009年
4 李会勇;宽带数字阵列波束形成算法及应用研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢斌斌;稳健波束形成算法研究[D];电子科技大学;2012年
2 王海军;多波束形成算法和硬件实现研究[D];西北工业大学;2007年
3 张苹;直接数据域波束形成算法研究[D];华中师范大学;2014年
4 吕艳;波束形成算法研究与工程实现[D];西安电子科技大学;2007年
5 马晨;阵列波束形成算法及其硬件实现方法研究[D];北方工业大学;2010年
6 石晓磊;基于对角载入的鲁棒自适应波束形成算法的研究[D];东北大学;2009年
7 肖明;波束形成算法抗干扰性能分析[D];华中科技大学;2012年
8 李宁涛;样本污染情况下的波束形成算法研究及其实现[D];西安电子科技大学;2007年
9 孙力娟;基于SVM数字波束形成算法研究[D];燕山大学;2011年
10 徐海利;复杂扰动环境下的鲁棒波束形成算法研究[D];东北大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978