稀布陣的超分辨算法和抗干擾研究.pdf

1、通過對(duì)天線的研究可以知道,陣列孔徑越大,方向性越好。對(duì)于均勻陣來說,可以通過增加陣元數(shù)目或增大陣元間隔來達(dá)到增大陣列孔徑的目的,但是陣元數(shù)目增加會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的復(fù)雜度增加,陣元間隔增大有可能會(huì)產(chǎn)生柵瓣。相對(duì)于均勻陣稀布陣陣元數(shù)目較少,因而設(shè)備簡(jiǎn)單,雷達(dá)成本較低,同時(shí)陣元間隔增大以達(dá)到增大孔徑的目的,且稀布陣不會(huì)產(chǎn)生柵瓣,因此采用稀布陣是增大孔徑以獲得更好的天線性能的方法之一。本文主要研究稀布陣的性能,研究內(nèi)容如下:
　　論文首先推導(dǎo)了

2、陣列的方向圖乘積原理,為了判斷方向圖的優(yōu)劣,給出了方向圖好壞的判斷依據(jù),峰值旁瓣電平和主瓣寬度的定義;介紹了均勻陣和稀布陣的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)陣列天線DOA估計(jì)的基本原理做了簡(jiǎn)單介紹,給出了稀布陣分辨性能優(yōu)劣的判斷依據(jù),分辨力的概念。
　　其次論文研究了稀布陣的最優(yōu)化布陣方式。固定孔徑固定陣元數(shù)目的稀布陣列陣元排布方式有很多種,如何正確布陣以獲得最低的旁瓣電平是研究稀布陣性能的基礎(chǔ)。本文采用三種優(yōu)化算法對(duì)稀布陣陣元分布進(jìn)行優(yōu)化,首先給

3、出了三種算法的原理和優(yōu)化步驟,然后運(yùn)用三種算法對(duì)陣元數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù)、陣元位置對(duì)稱或非對(duì)稱及陣元激勵(lì)幅度是否相同三種情況進(jìn)行優(yōu)化,通過比較方向圖峰值旁瓣電平,得到最優(yōu)布陣方式。
　　之后本文對(duì)于獲得的最優(yōu)陣列進(jìn)行超分辨性能分析。論文介紹了MUSIC法的DOA估計(jì)原理和步驟,對(duì)比半波長等距均勻陣,從信號(hào)來波方向角度間隔較小、信噪比較低和來波信號(hào)是否相干幾個(gè)方面陣元分析證明了稀布陣的分辨優(yōu)勢(shì),對(duì)于信號(hào)相干時(shí),經(jīng)典的空間平滑算法只適用于

4、均勻陣的解相干,本文提出了一種基于虛擬陣列變換的去相干方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)稀布陣的相干信號(hào)分辨。
　　文章最后研究了稀布陣的抗干擾性能,這部分是以微波大孔徑陣列的實(shí)際應(yīng)用列車防撞雷達(dá)為例進(jìn)行研究的,首先介紹了防撞雷達(dá)工作環(huán)境中的干擾類型和干擾特性,說明了防撞雷達(dá)的干擾和信號(hào)間是相干的,給出了一種有效抑制干擾的方法,自適應(yīng)數(shù)字波束形成法及其在相干情況下的最佳權(quán)向量準(zhǔn)則,并對(duì)稀布陣干擾抑制進(jìn)行仿真分析,在干擾方向形成零陷,達(dá)到抑制干擾的目的