智能天线阵列波束成型中的优化问题研究

摘要

信息时代，人们对于移动通信等相关产业的需求越来越大，怎样扩大系统的容量，提高频谱的利用率成为目前急需解决的问题。因智能天线阵列技术可以扩大通信系统容量，能够有效抵抗相邻信道间的干扰，并且在一些相关领域系统中（遥感测绘等），智能天线阵列技术也有很大的优势，故逐渐成为了目前研究的热点技术。本文是针对该技术波束成型中基于均匀天线阵列的优化问题的研究，主要为智能天线阵列技术跟踪用户目标等研究的进一步发展提供更多思路和分析方法。
　　智能天线阵列波束成型，可以按照实际的需求，在一定准则下，通过调节每个天线阵元辐射方向图的加权权值，形成与我们期望相近的辐射方向图，达到辐射或者跟踪某些系统用户或者对系统用户减少不期望的干扰的目的。
　　本文针对基本的均匀直线天线阵列和平面矩形阵列，在能量均方值和误差平方最小的原则下，建立基于一个或者多个用户目标的辐射方向图设计模型，对于均匀直线阵列分别建立静态和动态方向图设计模型，对平面矩形阵列只建立了静态方向图设计模型。然后对各个模型进行求解，对于静态方向图设计模型，直接或者间接采用了线性不适定算子方程Tikhonov正则化目标泛函的求解方法，对于动态方向图设计模型，采用了递归最小二乘算法。最后在相应的算法下，对各个模型进行数值模拟，通过实际辐射方向图与理想辐射方向图的比较，观察算法的有效性及各个参数对于算法有效性的影响。从数值模拟结果来看，本文所提出的算法对于各模型有效，但是由于受到模型和参数的影响，算法的有效性在各具体模型中体现出较大的差异性。

目录

第1章 绪论

1.1 课题来源、研究背景及目的

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 国内外研究现状

1.2.2 国内外文献综述及简析

1.3 主要研究内容

第2章 直线阵列优化模型建立及求解

2.1 优化问题的描述

2.2 静态优化模型的建立及求解

2.2.1 基于一个目标的优化模型的建立

2.2.2 基于一个目标的优化模型的求解

2.2.3 基于多个目标的优化模型的建立

2.2.4 基于多个目标的优化模型的求解

2.3 动态优化模型的建立及求解

2.3.1 基于一个目标的优化模型的建立

2.3.2 基于一个目标的优化模型的求解

2.4 本章小结

第3章 平面矩形阵列优化模型建立及求解

3.1 优化问题的描述

3.2 优化模型的建立

3.3 优化模型的求解

3.4 本章小结

第4章 数值模拟及分析

4.1 直线阵列数值模拟结果及分析

4.1.1 静态方向图设计的数值模拟结果及分析

4.1.2 动态方向图设计的数值模拟结果及分析

4.2 平面天线阵列数值模拟结果及分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢