均勻圓陣波束形成技術(shù)與仿真分析.pdf

1、無源定位系統(tǒng)中需要將非常強(qiáng)的直達(dá)波信號(hào)與經(jīng)目標(biāo)散射后的弱散射信號(hào)分離并獲取最終的目標(biāo)方位信息,因而需要使用空時(shí)域相結(jié)合的信號(hào)處理方法來實(shí)現(xiàn)直達(dá)波和散射波信號(hào)的分離。均勻圓陣天線由于其二維掃描和水平方向360°全方位覆蓋特性使其在無源定位系統(tǒng)中得到重視及應(yīng)用。本文以無源定位系統(tǒng)為背景,在均勻圓陣條件下,研究了無源定位系統(tǒng)采用數(shù)字波束形成技術(shù)從空域?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)直達(dá)波信號(hào)與弱散射信號(hào)分離的信號(hào)處理方法。
　　由于均勻圓陣采用數(shù)字波束形成(DB

2、F)技術(shù)形成的天線方向圖旁瓣較高,制約了其對(duì)干擾信號(hào)的抑制能力。為了提高均勻圓陣的抗干擾性能,本文首先研究了無源定位中基于均勻圓陣的低旁瓣波束形成算法。分別對(duì)加窗函數(shù)法、虛擬干擾法以、最優(yōu)化約束靜態(tài)綜合法和參考函數(shù)法進(jìn)行了分析與仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明,虛擬干擾法和最優(yōu)化約束靜態(tài)綜合法可以得到-30dB的旁瓣水平。
　　此外,在抑制強(qiáng)直達(dá)波信號(hào)并提取弱散射信號(hào)時(shí),需要實(shí)現(xiàn)寬零陷的方向圖。針對(duì)均勻圓陣常規(guī)零陷形成算法零陷寬度較窄的問題,分

3、析了零陷加寬的算法,以保證抑制強(qiáng)信號(hào)的有效性。論文分析了多角度零陷、最優(yōu)化靜態(tài)約束綜合零陷和協(xié)方差矩陣加權(quán)零陷等零陷加寬算法,并完成了基于均勻線陣和均勻圓陣的算法仿真與有效性分析。其中,多角度零陷簡單易用,且零陷深度與寬度俱佳,在-100dB處的零陷寬度可以達(dá)到10°以上,適用于不知道散射波方位只在直達(dá)波方向上形成零陷來抑制直達(dá)波提取散射波的場(chǎng)合。而最優(yōu)化約束靜態(tài)波束控制方法在-80dB處可以得到理想的零陷寬度,且保持了主瓣基本不變,適