非規(guī)則稀疏陣列旁瓣抑制方法研究.pdf

1、非規(guī)則稀疏陣列由于陣元的稀疏布置，增大了天線陣列的孔徑，使得其方向性增強(qiáng)，掃描波束變窄，空間分辨率明顯提高，同時(shí)也大大減弱了陣元間的互耦效應(yīng)，而非規(guī)則性則使該陣列能實(shí)現(xiàn)無模糊測(cè)角。然而，在實(shí)際的布陣環(huán)境中存在許多因素會(huì)限制布陣的范圍，如山川、河流、沼澤等。在陣列構(gòu)型的研究中，還需要針對(duì)這些地理約束提出相應(yīng)的布陣方法。
　　此外，對(duì)于通過處理稀疏陣列的接收信號(hào)從而估計(jì)信源方向的算法，其測(cè)向性能都是基于陣列流形精確己知的前提。但是在實(shí)

2、際的工程應(yīng)用中，真實(shí)的陣列流形往往會(huì)隨著許多因素的變化而出現(xiàn)一定程度的偏差，這將使得測(cè)向算法的旁瓣電平升高，嚴(yán)重時(shí)甚至超過主瓣。
　　本文對(duì)存在地理因素限制下非規(guī)則稀疏線陣的陣列構(gòu)型問題，研究了基于天線尺寸約束與地理環(huán)境約束的非規(guī)則陣列構(gòu)型方法。同時(shí)針對(duì)陣列天線中存在誤差影響旁瓣的問題，研究了陣列自校正方法，其主要工作包括以下方面：
　?。?）針對(duì)隨機(jī)稀疏陣列構(gòu)型問題，給出了非規(guī)則稀疏陣列信號(hào)模型，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了稀疏陣列

3、低旁瓣優(yōu)化布陣的最優(yōu)化模型,研究了基于模式搜索的無約束的最優(yōu)陣元配置的方法。進(jìn)一步地，針對(duì)實(shí)際布陣環(huán)境中存在天線尺寸與地理約束限制的問題，研究了基于粒子群的非規(guī)則陣列構(gòu)型方法。
　?。?）針對(duì)實(shí)際場(chǎng)景中存在陣列誤差條件下的近場(chǎng)窄帶信號(hào)建模問題，首先，分析了陣列位置誤差、接收通道幅度誤差、接收通道相位誤差的產(chǎn)生原因；然后，推導(dǎo)了幾類誤差條件下的通用接收信號(hào)模型；最后，通過仿真實(shí)驗(yàn)說明了陣列誤差會(huì)使定位算法的旁瓣電平升高。
　　

4、（3）提出了針對(duì)近場(chǎng)信號(hào)源的基于迭代優(yōu)化的誤差自校正算法。該算法對(duì)信號(hào)源位置與陣列誤差進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，在估計(jì)誤差參數(shù)的同時(shí)，將近場(chǎng)源參數(shù)的二維搜索問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一維搜索問題，降低了算法的計(jì)算復(fù)雜度。此外，針對(duì)誤差快/慢變化的系統(tǒng)中引起的高旁瓣問題，仿真實(shí)驗(yàn)表明了利用該二維校正算法能夠?qū)π盘?hào)源位置與誤差參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，從而有效抑制旁瓣。
　?。?）將本文提到的旁瓣抑制技術(shù)運(yùn)用到特定場(chǎng)景中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)與試驗(yàn)驗(yàn)證，分別進(jìn)行了近場(chǎng)50米