相控阵天线单脉冲测角系统设计与仿真实现

摘要

随着电子计算机、超大规模集成电路、各种波段移相器等技术和工艺的日益成熟，当干扰位于信号波束主瓣内，传统单脉冲算法会引起高旁瓣、和差波束突变、单脉冲测角误差等。相控阵天线单脉冲测角技术在航空航天等军事和民用领域获得了越来越广泛的应用，据调查结果显示，目前通信信号的相控阵天线单脉冲测角技术已经在定向通信中测角的得到了广泛的应用，而本文则主要研究了测角系统中影响测角精度的主要因素以及其中和差通道幅相误差的校正问题。 本文在整体架构上，首先通过简单介绍比幅法、比相法、幅度和差式单脉冲测角法和相位和差式单脉冲测角法四种基本的单脉冲测角法，让读者对单脉冲测角技术的基本思想有了初步了解，总结分析了传统单脉冲技术的优缺点；结合相控阵天线，选取恰当的测试信号，建立基于通信信号的相控阵天线单脉冲测角系统，建立数学模型，得到线阵的波束和矩形平面阵的和差波束，建立角度测算表达式；接着文中将分析影响单脉冲测角性能的各项因素，如天线阵元间幅相不一致对天线方向图的影响、多普勒频移对测角精度的影响和三通道幅相不一致对测角精度的影响。为了校正并仿真和差波束的幅相差异，同时比较几种不同测角方法的优劣处，文中主要通过Hilbert法、积分法和最小二乘法三种离线校正方法实现，并通过仿真比较三种方法的优劣势；为了校正和差波束的幅相不一致性，文中将在最后的章节中详细具体的分析在线校正法的过程，阐述如何通过非线性回归和系统辨识法、以及通过高斯-牛顿法求得最优解，并作为估计参量来进行校正，最后，通过测角系统的信号处理方法进行仿真分析，结合相控阵天线单脉冲测角法，得到最终结果及分析报告。

目录

声明

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 单脉冲技术国内外研究历史与现状

1.3 本文内容及工作安排

第二章单脉冲理论与技术

2.1 单脉冲测角基本思想

2.2 传统单脉冲技术的优缺点分析

2.3 本章小结

第三章通信信号的相控阵天线单脉冲测角系统

3.1测角算法的选择

3.2 通信信号的选择

3.3 相控阵天线相位和差法测角

3.4本章小结

第四章影响测角精度的因素

4.1 天线阵元间幅相不一致对天线方向图的影响

4.2 多普勒频移对测角精度的影响

4.3 三通道幅相不一致对测角精度的影响

4.4本章小结

第五章和差通道幅相不一致的校正

5.1和差通道幅相不一致的校正

5.2 离线校正算法

5.3 用非线性回归和系统识别建立在线校正算法

5.4本章小结

第六章总结与展望

致谢

参考文献