机载三维异构阵杂波仿真与杂波特性研究

摘要

三维异构阵可以等效为多个前后交错的平面稀布阵列的矢量叠加，属于最广义的阵列形式，因此需要建立具有更一般意义的统一杂波模型，以满足三维异构阵带来的任意阵型对地面杂波建模的要求。三维异构阵相对于二维规则阵面，三维异构阵结构更加复杂，导致其杂波特性也更加复杂。本文针对三维异构阵阵列排布不规律，没有普适的方向图计算公式和杂波回波模型的问题，综合考量了影响三维异构阵杂波回波的各种影响因素，提出了适用于任何阵型的机载三维异构阵地面杂波回波模型，并基于这个模型进行了杂波仿真及杂波特性研究。
　　本研究主要内容包括：⑴将传统相控阵空域波束形成理论推广到极化域-空域，考虑三维异构阵特有的遮挡效应对波束形成的影响，提出了三维异构阵的阵列极化-空间导向矢量和阵列极化方向图的统一计算方法，并给出了互耦因素对阵列方向图影响的两种修正方式。⑵基于一些简化假设建立了机载三维异构阵在空-时-极化域的联合杂波模型，并具体给出了杂波模型中各种参数的模型和计算方式：随机粗糙面的电磁极化模型，杂波的幅度分布统计模型，杂波的功率谱模型。最后给出了三维圆柱阵、三维圆锥阵、圆柱圆锥相邻的三维异构阵、圆柱圆锥分开的三维异构阵的方向图仿真和杂波PD处理后的距离多普勒图仿真。⑶基于机载三维异构阵在空-时-极化域的联合杂波模型，对常见的杂波回波去相关因素（角度去相关、极化去相关、波形去相关等）进行了理论分析和仿真验证，给出了在各因素影响下杂波去相关的条件。然后从仿真角度给出了互耦对三维圆柱阵方向图和杂波分布的影响，从理论角度分析了三维异构阵的杂波空时特性。⑷提出了基于相位抖动的DDMA信号的角度估计方法，包括最大似然方法、最大似然迭代方法、自适应鉴角曲线方法、自适应单脉冲方法，并通过仿真实验分析比较了上述四种方法的性能。

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第一章 绪论

1.1研究背景与研究现状

1.2研究意义与难点

1.3本文主要内容与结构

第二章 机载三维异构阵非理想因素建模

2.1引言

2.2阵列极化特性建模

2.3阵列互耦特性建模

2.4本章小结

第三章 机载三维异构阵杂波建模与仿真

3.1引言

3.2空-时-极化域联合杂波模型

3.3随机粗糙面的电磁极化散射模型

3.4杂波的幅度分布统计模型

3.5杂波的功率谱模型

3.6各种三维异构阵列的杂波仿真

3.7本章小结

第四章 机载三维异构阵杂波特性分析

4.1引言

4.2杂波相关性与极化方式的关系

4.3阵列互耦对杂波的影响

4.4杂波相关性与波形的关系

4.5杂波相关性与视角的关系

4.6杂波空时特性

4.7本章小结

第五章 DDMA体制雷达目标参数估计

5.1引言

5.2 DDMA波形介绍

5.3目标参数估计方法

5.4目标锥角估计

5.5仿真分析

5.6本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2课题展望

参考文献

致谢

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