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相控阵阵列信号处理方法

作　者: 景秀伟
导　师: 胡航
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 子阵级相控阵 超分辨测向 简化的阵列流形
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 509次
引　用: 2次
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内容摘要


对基于特征分解的空间谱估计测向技术的研究已进行了二十余年,并已提出了许多有效的方法,但它们绝大多数都需要已知所有阵元的输出,即为基于阵元级的方法。相控阵系统是空间谱估计测向技术的一个重要的应用领域。大型相控阵系统中,阵列常常包含有数千个阵元,此时一般采用子阵结构,只能得到子阵的数字输出。在这种情况下,目前所提出的各种阵元级测向方法不再适用,必须采用子阵级方法。本文研究了平面相控阵二维子阵级超分辨测向,针对真实阵列流形(TAM)校正成本和代价高以及实现复杂的缺陷,提出了五种简化的阵列流形分别为直接简化的阵列流形(DSAM)、基于理想子阵方向图的简化阵列流形(SAM_ISP)、基于近似理想子阵方向图的简化阵列流形(SAM_AISP)、基于高斯子阵方向图的简化阵列流形(SAM_GSP)和基于近似高斯子阵方向图的简化阵列流形(SAM_AGSP)。分别讨论了将这几种阵列流形应用到子阵级MUSIC方法、子阵级极大似然(ML)、和子阵级加权子空间拟合方法(WSF)方法中的性能,其中后两种方法可对相干源进行测向。得到TAM的测向范围最宽,基于后五种简化阵列流形的测向方法其测向有效范围均是集中在波束指向附近的一定范围内,其中SAM_ISP、SAM_AISP、SAM_GSP和SAM_AGSP对应的测向范围可通过调整内部的参数进行相应的调整,相应地较DSAM也可改善对旁瓣源的抑制效果。应用简化的阵列流形可降低阵列的校正代价,而且较TAM方法,可大大降低ML和WSF的搜索运算量。此外,为了改善相控阵天线的方向图特性,以一维线阵研究了应用虚干扰方法的阵元级加权和自适应子阵级数字加权,获得了期望的和差方向图。对所提出的各种方法进行了模拟仿真,并进行了分析比较,结果表明所提出的算法是有效的。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-11
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  11-14
  1.3 论文结构安排  14-15
第2章 超分辨测向原理  15-27
  2.1 引言  15
  2.2 空间测向基本原理  15-18
    2.2.1 基本测向模型  15-17
    2.2.2 相干源数学模型  17-18
    2.2.3 分辨概率  18
  2.3 基于特征分解的空间谱估计技术  18-22
    2.3.1 常规谱估计子构造  18-21
    2.3.2 经典MUSIC算法  21-22
  2.4 参数类测向方法  22-26
    2.4.1 加权子空间拟合方法  22-24
    2.4.2 极大似然方法  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章 简化的阵列流形  27-37
  3.1 引言  27
  3.2 阵列模型  27-28
  3.3 两种基本的阵列流形  28-29
    3.3.1 真实阵列流形  28-29
    3.3.2 直接简化的阵列流形  29
  3.4 改进的阵列流形  29-36
    3.4.1 基于理想子阵方向图的简化阵列流形  30-32
    3.4.2 基于近似理想子阵方向图的简化阵列流形  32-34
    3.4.3 基于高斯子阵方向图的简化阵列流形  34-35
    3.4.4 基于近似高斯子阵方向图的简化阵列流形  35-36
  3.5 本章小结  36-37
第4章 子阵级超分辨测向  37-61
  4.1 引言  37
  4.2 子阵级MUSIC方法  37-47
    4.2.1 数学模型  37
    4.2.2 基于TAM和DSAM的MUSIC方法  37-41
    4.2.3 基于SAM_ISP和SAM_AISP的MUSIC方法  41-44
    4.2.4 基于SAM_GSP和SAM_AGSP的MUSIC方法  44-47
    4.2.5 本节小结  47
  4.3 子阵级WSF方法  47-53
    4.3.1 数学模型  47-48
    4.3.2 基于DSAM和SAM_ISP的WSF方法  48-50
    4.3.3 基于SAM_AGSP的WSF方法  50-52
    4.3.4 本节小结  52-53
  4.4 子阵级ML方法  53-60
    4.4.1 数学模型  53-54
    4.4.2 基于TAM和DSAM的ML方法  54-57
    4.4.3 基于DSAM和SAM_GSP的ML方法  57-59
    4.4.4 本节小结  59-60
  4.5 本章小结  60-61
第5章 一种子阵级和差方向图加权方法  61-69
  5.1 引言  61
  5.2 基于虚干扰技术的模拟加权  61-64
  5.3 子阵级数字加权方法  64-66
  5.4 仿真结果及分析  66-68
    5.4.1 仿真条件  66
    5.4.2 仿真分析  66-68
  5.5 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-74
攻读学位期间发表的学术论文  74-75
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  75
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  75
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号处理
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