陣列方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成研究.pdf

1、陣列天線廣泛應(yīng)用在諸如雷達、聲納、無線通信及電子對抗等領(lǐng)域，其中尤以方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成為其核心技術(shù)，其在抗干擾、抗衰落、抗截獲和參數(shù)估計等方面有著重要作用。 圓形陣列具有其他陣列不可比擬的優(yōu)點。其具有良好的全平面掃描能力，同時還可以克服線陣的其它一些固有缺點。 當(dāng)前對天線陣的理論研究大多假定陣元為全向陣元，實際情況則不盡然，為此，很多全向陣元適用的方向圖綜合和自適應(yīng)波束形成方法將不再適用有向陣元的情況。同時，在諸

2、如圓形陣列等天線陣中，有向陣元的采樣將大大改善天線陣的頻率帶寬性能，但不局限于此。 本文在國家自然科學(xué)基金和中國電子科技集團第29研究所聯(lián)合資助下，對目前流行的各種算法在不同陣列下的性能進行了詳細地討論，重點對線陣和圓陣做了較詳細的分析比較。根據(jù)有向陣元的特性對有向陣元對陣列波達角(DOA)估計的影響進行了深入的研究，得出了有價值的研究成果；同時本文還研究了適合圓陣和有向陣元的方向圖綜合，提出了基于離散傅立葉變換(DFT)的有向

3、陣元適用的圓形陣列天線方向圖綜合算法以及引入有向陣元來改善圓陣的方向圖特性和自適應(yīng)零點形成。 本文的主要研究內(nèi)容有以下幾個部分構(gòu)成：第一部分首先介紹了天線陣方向圖綜合的預(yù)備知識，之后概括了傳統(tǒng)陣列綜合方法和自適應(yīng)陣列綜合方法，比較了各種算法的優(yōu)缺點，重點分析了基于DFT的陣列方向圖綜合方法。 第二部分研究了有向陣元對陣列DOA估計性能的影響，仿真表明在偏離陣列法線方向|△θ|＜30°時，即使存在方位依賴性誤差，仍然可以得

4、到較為準確的DOA估計，這從實際應(yīng)用觀點看是有一定價值的。提出了基于離散傅立葉變換(DFT)的有向陣元適用的圓形陣列天線方向圖綜合算法，對該算法做了詳細的理論推導(dǎo)和計算機仿真分析。理論分析和仿真結(jié)果表明該方法可以獲得與期望方向圖相符的理想結(jié)果，同時有效地改善了陣列的頻率帶寬特性，并能夠在計算機或數(shù)字信號處理器中簡單、高效地實現(xiàn)快速傅立葉變換。當(dāng)陣元個數(shù)較多時，這一特性更加明顯，具有較強的實用價值。 第三部分討論了自適應(yīng)波束形成的