降維自適應(yīng)陣列天線算法研究與硬件實現(xiàn).pdf

1、自適應(yīng)陣列天線技術(shù)在軍用、民用通信領(lǐng)域都具有十分廣泛的應(yīng)用潛力。在過去的50年發(fā)展過程中，自適應(yīng)陣列天線算法已經(jīng)得到了廣泛的研究以及長足的發(fā)展。為進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用該技術(shù)，主要需要解決兩個方面的問題：一是陣列天線單元間的互耦、單元的方向性等因素將影響自適應(yīng)陣列的性能，需要結(jié)合陣列天線理論與自適應(yīng)波束形成算法進(jìn)行分析討論；再者就是自適應(yīng)陣列天線技術(shù)的實現(xiàn)成本較為高昂，算法的實時性也無法保證，特別是高性能的算法以及高復(fù)雜度的算法。這極大地限制

2、了自適應(yīng)陣列天線技術(shù)的應(yīng)用。
　　針對以上所提出的問題，本文首先從基本陣列處理算法出發(fā)，結(jié)合陣列天線單元，討論了陣列互耦環(huán)境以及單元的方向性對于自適應(yīng)陣列信號處理算法性能的影響，并分析了其產(chǎn)生的原因。在此基礎(chǔ)之上，利用陣列有源單元方向圖的思想，建立了陣列環(huán)境中陣列接收數(shù)據(jù)模型及處理方法，并結(jié)合均勻直線陣列及柱面共形陣列的仿真算例驗證了其有效性。
　　降維算法是降低自適應(yīng)系統(tǒng)實現(xiàn)成本與提高系統(tǒng)實時性的有效方法。本文分析了降維自

3、適應(yīng)波束形成方法的基本原理，得出了降維變換矩陣的一般設(shè)計準(zhǔn)則。在此基礎(chǔ)之上，提出了基于 FIR濾波器設(shè)計方法的降維自適應(yīng)波束形成方法。通過仿真算例驗證，相比于傳統(tǒng)的采樣矩陣求逆算法(SMI)，所提出的算法在快拍數(shù)、克服導(dǎo)向矢量估計誤差以及掃描性能等方面有了明顯改進(jìn)，提高了系統(tǒng)實時性與穩(wěn)健性，同時也降低了處理維度，降低了系統(tǒng)實現(xiàn)成本。
　　在傳統(tǒng)的基于QR分解的SMI處理方法的基礎(chǔ)上，提出了降維預(yù)處理的FPGA實現(xiàn)方式，從而快速有效