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子阵级的数字波束形成技术

析了它的性能。_己!,台 、了l口二、栅零点和栅谱现象 使DBF功能最灵活的设计方法是一个天线单元对应一接收通道。如果在相控阵雷达中使用DBF,由于单元数往往是几百个至几千个,受造价和运算能力的限制,不可能一个天线单元对应一接收通道。因此,应该是多个天线单元的组合对应一接收通道,称多个天线单元的组合为一个子阵,由子阵构成的DBF称为子阵级的DBF技术,一个天线单元对应一接收通道的DBF为全DBF。 不同于全DBF,子阵级的DBF在自适应零点形成和超分辨定向上有着自身的特点,有的现象则会导致系统失效。为了掌握子阵级的DBF的特点,本文较为详细地分 子阵级的DBF的特点是参与最佳权运算的信号单元数小于天线单元数,如图1所示为N个天线单元构成K个子阵的DBF系统图。信号Xs(l),Xs(2),…,Xs(K)参与运算形成最佳权值,其中Xs(i)为第i个子阵接收的信号。 Ishide〔’〕研究了间距大于波长时的自适应阵性能,他指出:如单元...  (本文共7页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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子阵级数字波束形成及加权方法研究

在雷达系统中,得到低旁瓣的和、差波束方向图是一个基本的也是非常重要的问题。为此,通常在阵列上采用两种加权形式:用于和波束的泰勒加权以及用于差波束的贝里斯加权。本文主要研究了子阵级数字波束形成的性能、加权网络的构建以及一种平面阵的模拟和数字加权方法。为了降低硬件成本和运算代价,通常都采用子阵结构,在子阵级进行数字化处理,以得到满意的性能。首先,我们给出了主瓣干扰下基于极大似然估计方法的目标方位估计模型,并给出了目标估计性能的衡量标准——克拉美-劳下界,给出了克拉美-劳下界推导的详细过程,并给出了一种双差波束的实现方法,它可以用在主瓣干扰下进行干扰的有效抑制,组成所谓的四通道单脉冲系统。我们讨论了阵列的三级加权形式,分别对均匀线阵和平面阵列做了讨论。我们给出了一种可以在和波束与差波束两种模式之间自由转换的加权形式,通过加权逼近或方向图逼近准则我们可以找到子阵级的数字加权矢量,形成旁瓣满意的差波束,在子阵级利用线性约束最小方差准则我们...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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宽带数字波束形成技术及实现研究

为了提高雷达的抗干扰能力,提高雷达对目标的分辨、识别能力,解决目标的雷达成像问题,数字阵列雷达必须采用宽带信号。随着高速采样技术和高速数字处理器的发展,宽带雷达信号的全数字处理成为可能,宽带数字阵列雷达越来越引起人们的关注。宽带数字阵列雷达是采用宽带信号波形而且发射和接收都使用数字波束形成技术的全数字化阵列天线雷达。宽带数字波束形成(DBF)是宽带数字阵列雷达的关键技术之一,并成为重要的研究方向。首先,本文从数字波束形成系统和宽带雷达信号两方面介绍了宽带DBF的基本理论;同时还介绍了宽带数字波束形成频域处理算法,其思想是对接收信号进行FFT变换,在频域上进行波束形成,主要有非相干处理方法(ISM)和相干处理方法(CSM)两类方法。仿真实验验证了两种算法进行DBF时的有效性。然后,本文对宽带DBF频域处理算法进行了深入研究。考虑了相干源背景下的数字波束形成,给出了相干源模型,分析表明频域平滑算法能够分辨相干信号源,从而有效克服信号...  (本文共90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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基于子阵划分的自适应波束形成技术

相控阵雷达在军事上的应用日渐广泛,要满足雷达系统性能日益增长的需求,必须采用大孔径天线,以便得到更高的角度和距离分辨力。但是大型相控阵阵元数目众多,采用阵元级数字波束形成技术会导致系统的硬件结构复杂,为了降低成本和计算复杂度,一般采用子阵级波束形成技术。本文介绍了自适应天线系统模型和窄带接收信号模型,给出了采样矩阵求逆(SMI)算法,递推最小二乘(RLS)算法,最小均方误差(LMS)算法等经典的自适应算法,仿真分析各种算法的性能。针对一维和二维阵列研究了阵元级自适应波束形成(ABDF)和子阵级自适应波束形成理论,给出了线阵和平面阵阵列信号的阵列流形,分析了均匀子阵划分、非均匀子阵划分、重叠子阵划分自适应波束形成的理论性能,并对均匀划分和非均匀划分的子阵级自适应波束形成性能做了仿真对比;研究了子阵级方向图出现栅瓣和栅零点的条件,并针对非均匀划分的子阵级自适应波束形成产生的高旁瓣问题,运用子阵通道噪声归一化的方法,改善了方向图旁瓣和...  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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子阵级数字波束形成算法研究

相控阵雷达天线规模庞大,阵元数目多,通常需要子阵级处理以降低成本和运算负担,通过合理的子阵划分,减少所需要的数字通道数,同时结合自适应波束形成,从子阵级角度进行自适应加权抑制干扰。此外,随着相控阵技术不断发展,宽带相控阵雷达逐渐成为目前雷达技术发展的一个重要研究方向,时间延迟技术和子阵划分技术,都是值得研究的扩展相控阵天线的瞬时工作带宽的方法。本文首先介绍阵列天线接收信号的模型,给出窄、宽带的波束形成方法。并介绍几种基本的自适应波束形成算法,如线性最小约束方差算法,最小二乘算法等,同时仿真和对比SMI和LSMI算法的SINR性能,验证对角加载技术的有效性。接着介绍子阵划分的方法,重点研究不均匀邻接子阵的自适应波束形成方法,对于不均匀邻接子阵的子阵级输出噪声的功率不相等导致的旁瓣电平升高,采用噪声归一化的方法,抑制旁瓣电平升高。针对小快拍下主瓣变形和旁瓣升高的问题,提出基于SVD和罚函数约束的子阵级自适应方向图控制算法,从而保证主...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>