基于虛擬子陣的共形陣列降維信號處理算法研究.pdf

1、經(jīng)濟社會和國防科技的快速發(fā)展對陣列天線提出了新的要求，如在飛行器、航行器或高速列車上加載天線，以便進行遙測遙控和可靠通信。然而，受限于載體外形或空間等原因，傳統(tǒng)陣列無法滿足實際應(yīng)用的需求，這時需要用到共形陣列天線。共形陣列天線復(fù)雜的電磁特性導(dǎo)致其建模與信號處理難度加大，給共形陣列的研究及其工程應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。
　　虛擬內(nèi)插技術(shù)通過變換矩陣將共形陣列映射到平面陣列，進而可利用傳統(tǒng)的基于均勻線陣、平面陣列的算法進行信號處理；且變換矩陣

2、的求解是個離散過程，只需根據(jù)陣列結(jié)構(gòu)計算一次并存儲于系統(tǒng)中即可。利用虛擬內(nèi)插技術(shù)進行共形陣列信號處理，其優(yōu)點在于原理簡單、算法運算復(fù)雜度低且易于實現(xiàn)。
　　本文研究基于虛擬內(nèi)插技術(shù)的共形陣列信號處理算法，重點研究具有規(guī)則形狀的共形陣列，主要工作包括以下三個方面：
　　（1）分析MUSIC算法應(yīng)用于三維柱面共形陣列的情況，提出偏置MUSIC算法解決三維柱面陣列的陣元遮擋問題；通過自適應(yīng)子陣分割確定信號DOA對應(yīng)的子陣與俯仰角、

3、方位角區(qū)間，再利用相應(yīng)子陣在預(yù)估區(qū)間上進行精確搜索，可以低運算復(fù)雜度獲得高精度DOA估計結(jié)果。
　?。?）結(jié)合虛擬內(nèi)插技術(shù)和坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的思想，提出基于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的二維柱面共形陣列DOA估計算法，將傳統(tǒng)的基于虛擬內(nèi)插技術(shù)的DOA估計算法需要的多個變換矩陣減少到一個，在保持算法性能的同時使DOA估計過程更加簡單。
　?。?）利用虛擬內(nèi)插技術(shù)和自適應(yīng)對角線加載SMI算法，對柱面共形陣列進行波束形成，進而對動態(tài)目標(biāo)波束形成進行討論，結(jié)果