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数字波束形成——方向图和算法

本文给出了数字波束技术中和差波束自适应形成零点的算法,提出了同时得到和差波束自适应零  (本文共7页) 阅读全文>>

南京理工大学
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数字阵列雷达DBF处理器的降秩算法研究与实现

采用自适应数字波束形成算法的数字阵列雷达具有同时多波束、自适应干扰抑制等突出优点,已经在通信、雷达、声纳等领域中得到一定的应用。然而针对较大阵列规模的自适应数字波束形成算法的实际应用仍然存在一些挑战,如算法的实时性、同时多干扰抑制能力以及稳健性等。本文针对实际工程应用研究适用于大型阵列雷达系统实时运算的快速降秩自适应波束形成算法,完成了自适应数字波束形成算法的移植和验证,并共同搭建了数字阵列雷达系统,对其进行了初步联调测试。本文的主要研究工作如下:1、从减少运算量、同时抑制多个干扰信号出发,研究适合大型数字阵列雷达工程应用的自适应数字波束形成算法,其中主要包括广义旁瓣相消(GSC)算法、差分正交投影(HTP)算法、快速降秩最小方差波束形成(FRRMVB)算法等。2、针对FRRMVB算法在大信噪比时方向图畸变的问题和回波信号中不包含期望信号的要求,提出了新的基于快速逼近幂迭代的最小方差波束形成(FAPIMVB)算法和基于局部线性嵌...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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宽带数字波束形成算法研究

雷达通常工作于敌方电子干扰的环境,这些干扰来自于不同的方向,若仅从时域、频域方面考虑,很难消减干扰信号。但如果信号处理从天线方向图出发,采用数字波束形成(DBF)技术,则能实现自适应低旁辧和自适应干扰置零,有效抑制干扰。然而,随着现代雷达的发展,特别是宽带雷达和大型数字阵列的出现,传统的DBF技术也面临着前所未有的挑战,亟需提出新的DBF算法。首先,针对宽带雷达的工作带宽,通道间存在失配的问题,本文提出了基于通道均衡的DBF技术。另外,对于大型数字阵天线,天线阵元数目太大,传统的DBF算法导致系统复杂而难以实现,本文提出了子阵划分的DBF技术。本文首先介绍了宽带数字波束形成的基本概念、研究现状。然后讨论了阵列天线、面阵天线在非自适应下的静态方向图及方向图的旁辧、栅辧、波束宽度等概念;介绍了自适应信号模型,并对自适应波束形成的基本准则和算法进行了理论分析和性能比较。接着引入了窄带信号模型和宽带信号模型,分析了通道失配对数字波束形成...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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相控阵天线子阵级波束形成及优化

大型及超大型相控阵雷达由于其高增益、高分辨率、多波束等特点受到日渐广泛的应用,其中波束形成是关键技术。为解决大型相控阵雷达阵元级波束形成技术面临的硬件系统复杂、实时性低等问题,一般采用子阵级波束形成技术来处理。但子阵级处理往往会破坏静态方向图的性能,为了保证子阵级波束形成的性能,我们需要对子阵级波束形成进行优化。本文在深入分析国内外相控阵雷达子阵级波束形成技术发展的基础上,简要介绍了相控阵雷达天线系统的阵列模型和窄带信号模型,对常规自适应数字波束形成技术及和差波束形成技术的原理及相关算法做了简要分析与仿真。为了改善子阵级自适应数字波束形成(ADBF)旁瓣电平升高的问题,结合仿真深入分析了均匀重叠划分、均匀不重叠划分和几种不均匀不重叠划分方式下得到的子阵结构对ADBF性能的影响;并在此基础上引入子阵级加权优化,利用子阵级数字加权代替阵元级模拟加权,在大大降低硬件复杂度的同时,通过子阵结构和子阵加权的联合优化得到了性能较优的自适应和...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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大型阵列的降维优化波束形成

大型、超大型相控阵列由于具有高增益、指向性强等优点得到越来越广泛的应用,数字波束形成具有抗干扰、波束切换灵活等优点,而基于大型全阵列数字波束形成需要庞大馈电网络与接收/发射通道而面临高成本、低实时性等缺点。针对此,本文提出了一种用于大型阵列的阵列降维-和差数字多波束形成的联合优化算法以及对部分自适应阵列自适应阵元的优化选取,算法对大型阵列采用模拟和数字联合和差多波束形成,通过基于模拟退火、遗传算法、粒子群智能优化算法和基于混沌搜索的粒子群优化算法的子阵划分优化和子阵级与阵元级的和差联合加权逼近优化,保证在模拟子阵方向图内无栅瓣的同时,获得尽可能好的和差波束主副比及差波束零陷深度,且增益损失较小。同时利用粒子群优化算法优化部分自适应阵元的优化选取保证较深干扰零陷。最后仿真实验和性能分析验证了所提算法的有效性和可行性。  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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自适应共形阵列天线的研究与分析

在高速运行的飞行器或其他移动平台载体表面,常需要安装共形阵列天线。共形阵列天线不但不改变载体的空气动力学性能,便于安装;而且能够有效降低飞行器的雷达散射截面积(RCS),提高隐身性能。在实际运用中,共形阵列会存在遮挡效应:即某些阵元无法接收到来自每一方向入射的信号。本文研究了共形阵列的自适应数字波束形成技术,推导了圆柱共形阵列、圆台共形阵列、半球共形阵列的方向图函数,并在理想状况下对上述阵列上进行了数字波束形成研究,得到了较好的仿真结果,此外,还考虑了遮挡效应对共形阵列波束形成的影响,并引入了有向阵元和理想情况进行了分析比较,主要内容如下:首先介绍了自适应天线系统模型及常用的最佳加权系数优化准则,讨论了一些常用的自适应数字波束形成算法,并且在均匀线阵上进行了仿真。其次介绍了阵列信号处理的基本模型,推导了常用平面阵列的方向图函数。利用MVDR算法在平面阵列上进行了波束形成,并在指定的干扰方向上形成自适应零点。然后介绍了共形阵列的概...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>