稀布陣的超分辨算法和抗干擾研究.pdf

1、通過對天線的研究可以知道,陣列孔徑越大,方向性越好。對于均勻陣來說,可以通過增加陣元數(shù)目或增大陣元間隔來達到增大陣列孔徑的目的,但是陣元數(shù)目增加會導致設備的復雜度增加,陣元間隔增大有可能會產(chǎn)生柵瓣。相對于均勻陣稀布陣陣元數(shù)目較少,因而設備簡單,雷達成本較低,同時陣元間隔增大以達到增大孔徑的目的,且稀布陣不會產(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)學模型,并對陣列天線DOA估計的基本原理做了簡單介紹,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。本文采用三種優(yōu)化算法對稀布陣陣元分布進行優(yōu)化,首先給

3、出了三種算法的原理和優(yōu)化步驟,然后運用三種算法對陣元數(shù)目為奇數(shù)或偶數(shù)、陣元位置對稱或非對稱及陣元激勵幅度是否相同三種情況進行優(yōu)化,通過比較方向圖峰值旁瓣電平,得到最優(yōu)布陣方式。
　　之后本文對于獲得的最優(yōu)陣列進行超分辨性能分析。論文介紹了MUSIC法的DOA估計原理和步驟,對比半波長等距均勻陣,從信號來波方向角度間隔較小、信噪比較低和來波信號是否相干幾個方面陣元分析證明了稀布陣的分辨優(yōu)勢,對于信號相干時,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,實現(xiàn)了對稀布陣的相干信號分辨。
　　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際應用列車防撞雷達為例進行研究的,首先介紹了防撞雷達工作環(huán)境中的干擾類型和干擾特性,說明了防撞雷達的干擾和信號間是相干的,給出了一種有效抑制干擾的方法,自適應數(shù)字波束形成法及其在相干情況下的最佳權向量準則,并對稀布陣干擾抑制進行仿真分析,在干擾方向形成零陷,達到抑制干擾的目的