阵列综合及自适应旁瓣对消方法研究

摘要

在雷达或电子对抗系统中，由于主波束比较窄，干扰信号一般从天线旁瓣进入系统。尽管天线旁瓣增益比主瓣增益低得多，但是当干扰很强时，从天线旁瓣进入的有源干扰功率可能远远大于从主瓣进入的目标信号的功率。系统接收到的目标信号将有可能被干扰信号湮没，从而导致系统无法有效的工作。针对这种从副瓣进入的有源强干扰，超低副瓣技术、旁瓣消隐技术以及旁瓣对消技术是目前工程上采用的主要的三种方法。
　　超低副瓣技术的实现有赖于阵列综合方法的创新。阵元数目、阵元位置、阵元权系数决定了天线阵列的辐射特性，控制这三个因素可以改变辐射场的特征。阵列方向图综合是指按规定的方向图要求，用特定方法优化阵元数目、阵元位置、阵元权系数，使该天线系统产生的方向图满足指标要求。本文第一部分介绍了天线阵列基本原理和阵列综合方法，介绍了基于矩阵束的阵列综合方法，提出基于匹配追踪的阵列综合新方法。
　　超低副瓣技术可以提高抗旁瓣干扰的能力，但其缺点是全角度低副瓣实现难度大、代价高、分辨率损失大。旁瓣消隐技术的缺点是干扰出现时主天线通道输出的目标信号也会被屏蔽。因而工程上一般采用旁瓣对消技术，该技术仅需增加少量辅助天线就能对干扰方向自适应形成方向图零点，且具有抗干扰能力强、基本不影响主瓣增益和波束宽度、可恢复目标信号等优点。本文第二部分介绍了旁瓣对消基本方法及改进，为提高输出信噪比以及阵列方向图副瓣保形能力，本文提出自适应-自适应旁瓣对消方法。该方法首先利用辅助通道估计出干扰方向，然后采用波束形成技术使得辅助天线尽量在干扰方向形成最大波束，最后再进行旁瓣对消。仿真证明，该方法可以提高输出信号信噪比，且具有较强的副瓣保形能力。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 阵列方向图综合方法概述

1．3 自适应旁瓣对消技术概述

1．4 本文的内容安排

第二章 阵列方向图综合

2．1 天线阵列的基本理论

2．1．1 阵列的方向图函数

2．1．2 天线的电参数

2．2 道尔夫-切比雪夫综合

2．2．1 切比雪夫直线阵列的综合

2．2．2 可分离切比雷夫平面阵列的综合

2．2．3 不可分离切比雪夫平面阵列的综合

2．3 矩阵束算法

2．4 匹配追踪算法

2．5 本章小结

第三章 旁瓣对消基本方法及改进

3．1 旁瓣对消基本原理及仿真

3．1．1 旁瓣对消基本原理

3．1．2 旁瓣对消性能评估指标

3．1．3 直线阵列的旁瓣对消

3．1．4 大型平面阵列的旁瓣对消

3．1．5 通道噪声对自适应旁瓣对消技术的性能影响

3．2 基于阻塞矩阵的白适应旁瓣对消方法

3．3 恒增益旁瓣对消方法

3．4 基于特征空间的旁瓣对消方法

3．5 辅助天线位置优化

3．6 本章小结

第四章 自适应-自适应旁瓣对消方法

4．1 波束形成

4．1．1 最小方差无失真响应波束形成器

4．1．2 线性约束最小方差波束形成器

4．1．2 基于最大信干噪比准则的波束形成

4．2 干扰方向已知条件下的最优旁瓣对消策略

4．3 干扰方向估计

4．4 干扰方向未知条件下的最优旁瓣对消策略

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

硕士研究生期间科研成果

致谢