DBF陣列幅相誤差校準及其穩(wěn)健性算法.pdf

1、自適應數(shù)字波束形成技術(shù)(Adaptive Digital Beamforming,ADBF)是陣列天線與現(xiàn)自適應信號處理相結(jié)合的技術(shù),又稱自適應空域濾波,其波束控制靈活,掃描快,相對于傳統(tǒng)的陣列天線技術(shù)能夠有效進行方向圖控制,且能夠根據(jù)外部環(huán)境自適應地跟蹤對消干擾。但是在實際工程應用中,陣列幅相誤差的存在嚴重影響靜態(tài)方向圖特性,造成天線增益下降,波瓣抬高,指向精度變差,同時在采用自適應波束形成算法跟蹤對消干擾時造成模型失配,促使信號干擾

2、噪聲比SINR惡化,影響算法的響應速度、測向超分辨率以及調(diào)零深度。本文在研究陣列幅相誤差對DBF系統(tǒng)影響的基礎上,圍繞陣列幅相誤差校準及其穩(wěn)健性算法展開了以下幾個方面的工作:
　　 (1)在建立窄帶信號、陣列幅相誤差模型的基礎上,研究分析了幅相誤差對靜態(tài)波束圖以及自適應波束形成算法的影響。前者仿真給出了不同均方誤差下的常規(guī)波束形成(Conventional Beamforming,CBF)方向圖即靜態(tài)方向圖參數(shù),后者給出誤差下自

3、適應方向圖以及不同信噪比情況下的陣列增益。
　　 (2)針對遠場校準時輔助信號源方位不準的問題,研究了基于分時工作信號源的線陣校準方法,討論了該方法的校準條件并提出改進方法,同時給出了校準性能仿真分析;提出將該校準方法擴展應用到面陣,理論和仿真結(jié)果都驗證了方法的正確性與有效性。
　　 (3)將陣列互耦校正技術(shù)(Mutual Coupling Technique,MCT)應用于DBF陣列幅相誤差校準,仿真研究了基于MCI的

4、DBF校準下陣列邊緣誤差、標定誤差、陣元位置誤差和隨機擾動誤差對幅相估計和最終方向圖的影響,并提出減小這些誤差影響的措施以及給出了MCT校準時應注意的問題。
　　 (4)除陣列校準外,對幅相誤差穩(wěn)健的自適應波束形成算法也是克服陣列幅相誤差尤其是校準后殘差對算法影響的有效手段。本文探討了利用白噪聲增益約束實現(xiàn)波束形成算法穩(wěn)健性的方法,著重研究了基于白噪聲增益約束的迭代最小二乘變量對角加載算法以及正加載和負加載算法,仿真分析了這類算