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阵列测向系统校正技术研究

作　者: 颜杰
导　师: 魏平
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 阵列校正 误差分析 星载测向 场景仿真
分类号: TN953
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 139次
引　用: 2次
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内容摘要


随着对空域信号的检测和参数估计要求越来越高,作为空域处理主要手段的阵列信号处理发展极为迅速,应用非常广泛。其中,作为阵列信号处理中的一个重要研究方向,空间谱估计技术也有了很大发展。超分辨空间谱估计测向技术估计精度高,分辨率高,可以对多个信号同时测向的种种优点使其在军事领域以及他领域获得越来越广泛的重视。但是这类算法需要精确己知的阵列流型,当阵列流型存在误差时,会导致这类算法测向性能急剧下降,有时甚至完全失效比不上传统方法,这已经成为了超分辨空间谱估计技术走向实用化的一个瓶颈,因而阵列误差校正便成了这一体制系统的一个重要研究问题。本文针对上述问题,研究和比较了各种阵列误差校正算法,并讨论提出了实际应用中的系统校正方案。主要工作如下:研究了存在误差时的阵列测向信号模型,对各种阵列测向误差建立了数学模型,并详细分析了各种阵列误差对阵列测向算法性能的影响,同时进行了相应的仿真,得到了影响模型的主要误差因素是阵元幅相误差和阵元互耦误差的结论。介绍了各种阵列误差校正技术,简要介绍了有源校正算法,随后对自校正技术中的三类算法进行了详细地讨论和研究,包括基于阵列结构的自身特性校正、基于高维优化的迭代搜索校正和基于ESPRIT的特征分解校正,并通过仿真验证分析和比较了三类自校正算法的性能特点,适用范围等等。探讨了星载阵列测向系统误差校正技术,简要介绍了星载阵列测向系统,详细分析了星载环境下的各种测向误差,并提出了系统总体校正方案,最后将基于ESPRIT的自校正技术应用于基于双L阵的快速测向算法中,得到一种校正阵元幅相误差的自校正算法,仿真结果证明了算法的有效性。最后基于MATLAB平台设计了一个星载阵列测向场景仿真系统,介绍了仿真系统界面并进行了仿真验证。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文主要研究内容及论文结构  11-13
第二章 阵列测向系统模型及误差分析  13-29
  2.1 阵列测向系统模型  13-17
    2.1.1 阵列测向的系统模型  13-14
    2.1.2 空间信号传播形式  14-15
    2.1.3 阵列测向的数学模型  15-17
  2.2 阵列误差信号模型  17-19
  2.3 阵列误差的影响  19-27
    2.3.1 MUSIC 算法简介  19-20
    2.3.2 阵元幅相误差的影响  20-24
    2.3.3 阵元互耦误差的影响  24-26
    2.3.4 其他误差的影响  26-27
  2.4 本章小结  27-29
第三章 阵列误差校正技术  29-58
  3.1 有源校正方法  29-32
    3.1.1 单辅助源直接求解法  29-30
    3.1.2 多辅助源平均法  30-32
  3.2 自校正方法  32-57
    3.2.1 基于阵列结构的自身特性校正  33-38
    3.2.2 基于高维优化的迭代搜索校正  38-51
    3.2.3 基于ESPRIT 的特征分解校正  51-56
    3.2.4 算法总结与比较  56-57
  3.3 本章小结  57-58
第四章 星载阵列测向系统误差校正技术  58-74
  4.1 星载阵列测向系统概述  58-59
  4.2 星载阵列测向系统误差校正方案  59-66
    4.2.1 星载阵列测向误差  59-62
    4.2.2 系统校正方案设计  62-66
  4.3 基于双L 阵的阵元幅相误差自校正算法  66-72
    4.3.1 算法原理  66-70
    4.3.2 仿真实验  70-72
  4.4 本章小结  72-74
第五章 星载测向场景仿真系统  74-84
  5.1 场景设置  74-76
    5.1.1 大地坐标与模型设置  74-75
    5.1.2 辐射源设置  75
    5.1.3 卫星设置  75-76
  5.2 场景仿真系统概述  76-80
    5.2.1 仿真系统总体描述  76
    5.2.2 功能描述  76-77
    5.2.3 仿真系统界面  77-80
  5.3 系统仿真测试  80-83
  5.4 本章小结  83-84
第六章 结论和展望  84-86
  6.1 结论  84-85
  6.2 展望  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
作者攻硕期间取得的成果  90-91

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达跟踪系统
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