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圆形阵列性能分析及其自适应算法的研究

杜晓玉  
【摘要】: 在雷达信道中,不可避免地存在着噪声和干扰,它们通过天线方向图的边波束或主波束进入接收系统,从而降低系统的接收信噪比。随着天线技术的发展,自适应天线应运而生。自适应天线能自动地对干扰信号做出反应,将天线波束零点对准干扰方向,同时保持信号方向的接收能力。 线形阵列和圆形阵列是自适应天线中最常见的两种阵列。线阵只能有180°的扫描范围,而圆形阵列能够提供360°方位角,通过循环移动阵列激励,简单而灵活地操纵波束的方位,能够在方位上产生没有方向性方向图,而在俯仰方向上也有一个理想的方向特性。本文分析了圆形阵列的性能,在此基础上应用了不同的算法;利用模式转换将圆形阵列转化成为虚拟的线阵,并且分析了共形天线的方向图函数。本文主要完成的工作: 1.推导圆形阵列和线形阵列方向图综合函数,根据仿真结果分析并比较了圆阵和线阵的性能和特点,并在此基础上分析了幅相量化在阵列信号处理中产生的影响。 2.对采样协方差阵求逆(SMI)算法进行了分析和研究,并将算法应用到圆阵的信号处理中。根据仿真结果比较了SMI算法和G-S算法的特点。 3.利用Gerschgorin圆盘定理,估计出干扰的信号源数。并在此基础上,应用G-S算法,减少了漏警的可能性。 4.利用模式空间变换将均匀圆形阵列转化成虚拟的均匀线阵,解决了圆形阵列副瓣电平较高(相对于主瓣)、零点深度相对较浅的问题。并在此基础上,应用G-S正交化算法、SMI算法和自适应旁瓣对消,计算并仿真了这几种算法的阵列方向图。 5.用向量法严格分析了以相控阵为基础的共形天线的综合方向图函数,并推导出面阵天线、圆柱天线和圆锥天线的具体的方向图函数。


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