陣列天線自適應(yīng)方向圖綜合算法的研究.pdf

1、隨著全球通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，作為個人通信主要手段的無線移動通信技術(shù)正引起人們極大關(guān)注。未來無線通信系統(tǒng)將對速度、覆蓋范圍和不同系統(tǒng)間的兼容等性能要求越來越高，定向性和抗干擾能力成為天線的主要性能指標，研究如何進行干擾抑制和減少多徑衰落的影響已成為提高無線移動通信系統(tǒng)性能的一個重要課題。隨著移動通信、衛(wèi)星通信、雷達等領(lǐng)域系統(tǒng)功能的日趨復(fù)雜化，智能天線、多波束天線、數(shù)字波束成形(DBF)技術(shù)等具有自適應(yīng)功能的天線的應(yīng)用和研究不斷深入，快速生

2、成所需方向圖、波束按需分配或生成特殊形狀的波束等方面的研究正蓬勃發(fā)展起來。 陣列天線方向圖綜合就是求解天線各陣列單元激勵的加權(quán)值，使天線陣列方向圖趨近期望形狀的一門技術(shù)。本文對自適應(yīng)天線及方向圖綜合相關(guān)領(lǐng)域進行了研究，并在前人工作的基礎(chǔ)上，對收斂速度和穩(wěn)定性進行改進，提出了兩種新的方向圖綜合算法：利用牛頓迭代的模值逼近算法和利用牛頓下山法的模值逼近算法。這些算法有效提高了方向圖綜合的效率和性能。 本文首先對傳統(tǒng)天線存在的

3、問題和局限性進行了介紹，闡述了自適應(yīng)天線的出現(xiàn)和發(fā)展過程，簡要描述了自適應(yīng)天線的基本原理，并對目前較著名的一些天線方向圖綜合和波束成形方法進行概要的介紹和比較。 而后，基于LMS算法，本文提出了一種利用牛頓迭代法的方向圖模值逼近綜合算法。該算法對舊算法在兩個方面作了改進：(1)采取將所求方向圖的模值逼近于目標方向圖的方法，比之前迭代方法約束條件放寬，更容易實現(xiàn)；(2)利用牛頓迭代法二次收斂的特性，加快了方向圖綜合的收斂速度，使天

4、線方向圖綜合計算效率得到明顯提高。 但是，由于牛頓迭代法存在一個弊端：如果迭代初值偏離最優(yōu)值較遠，則牛頓迭代法就可能不穩(wěn)定甚至發(fā)散。針對該問題，本文對利用牛頓法的模值逼近算法，給出采用牛頓下山法的模值逼近算法，有效地提高了方向圖綜合算法的穩(wěn)定性。對以上這兩種模值逼近算法，均編寫了相應(yīng)的C++程序進行建模仿真，驗證了算法的有效性。 最后，本文對前面的研究做了簡要總結(jié)，并提出了作為目前人工智能和系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域的熱點研究方法：遺