基于陣列天線空域目標(biāo)波束形成研究.pdf

1、空域目標(biāo)的陣列信號處理是現(xiàn)代信號處理技術(shù)中一個(gè)非常重要的研究分支，它的應(yīng)用涉及到雷達(dá)、通信及射電天文等多個(gè)領(lǐng)域。波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)在過去30多年內(nèi)的發(fā)展非常迅速。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，由于山脈、云層、建筑物等因素的存在及一些人為的干擾，導(dǎo)致多徑傳播情況普遍發(fā)生。因此，現(xiàn)在有越來越多國內(nèi)外研究學(xué)者投身于多徑傳播條件下的波達(dá)方向估計(jì)領(lǐng)域中來，希望可以通過這些估計(jì)獲得更多的信息，直接為軍事以及生產(chǎn)生活所應(yīng)用。數(shù)字波束形成算法中，由于非盲算法通常都需

2、要知道信號的先驗(yàn)信息，然而，參考信號的傳輸需要占用一定的帶寬。特別是在衛(wèi)星通信中，為每個(gè)接收端分別發(fā)射獨(dú)立的訓(xùn)練序列，需要花費(fèi)昂貴的代價(jià)。這種情況在頻譜資源日益緊張的今天，肯定是不合時(shí)宜的。在這種情況之下，盲信號波束形成技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這種技術(shù)不需要參考信號，它是利用信號本身特性實(shí)現(xiàn)波束形成的。
　　本課題圍繞空域目標(biāo)對陣列天線中最核心的數(shù)字波束形成問題展開了研究，旨在給出一些改進(jìn)的用于空域目標(biāo)的波達(dá)方向估計(jì)算法，最終給出一種新的空

3、域目標(biāo)盲波束形成算法。具體從以下幾個(gè)方面開展了研究工作:
　　一．簡述了空域目標(biāo)陣列天線的基礎(chǔ)知識和基本理論。研究了陣列信號處理中常用的陣列結(jié)構(gòu)及各種陣列結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并對Hermitian和Toeplitz矩陣及其特性與特征值分解技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　二、研究了空域目標(biāo)中兩種超分辨DOA估計(jì)算法:MUSIC和ESPRTI算法，并對這兩種算法進(jìn)行了仿真，將其與傳統(tǒng)的DOA估計(jì)算法進(jìn)行對比研究，研究表明超分辨DOA估計(jì)算法能夠

4、突破瑞利限的限制，實(shí)現(xiàn)信號源的分離。
　　三、研究了空域目標(biāo)在多徑傳播情況下的DOA估計(jì)。由于多徑傳輸以及人為干擾的影響，陣列有時(shí)會收到來自不同方向的相干信號，所以在經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上給出了適合多徑傳輸?shù)母倪M(jìn)的MUSCI算法與ESPRTI算法。研究表明這些改進(jìn)的算法對相關(guān)信號也是有效的。
　　四、研究了空域目標(biāo)數(shù)字波束形成中幾種最優(yōu)權(quán)準(zhǔn)則及幾種常用權(quán)矢量自適應(yīng)調(diào)整算法,并對幾種自適應(yīng)調(diào)整算法進(jìn)行了比較研究。研究表明RLS算法的