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基于圆形天线阵的阵列校准方法与实现

作　者: 饶蓉
导　师: 金江
学　校: 华中科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 阵列校准通道补偿 LabVIEW FPGA 状态图
分类号: TN820.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
引　用: 0次
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内容摘要

随着通信理论和技术的飞速发展，阵列天线在移动通信、广播电台、雷达系统等无线电系统中扮演了越来越重要的角色，而阵列信号处理性能的优劣将直接影响着整个通信系统的性能。由于阵列天线各通道参数的不一致性大大降低了阵列接收机系统的性能，这些参数主要包括各阵元和接收机前端设备的幅度和相位，因此，必须采用各种技术和手段来尽可能地解决阵列天线通道的不一致性，对各通道进行幅度相位不一致性的校准。本文对圆形天线阵接收的阵列信号作处理，消除各通道引起的误差。本文给出的校准方法可在任意频带内实现，即满足任意频段内圆形天线阵的阵列校准。在电磁环境比较复杂情况下，校准时，会存在各种干扰信号，如广播电台、移动通信、航空等干扰信号，在此环境下，实现本校准方法更具代表性，说明该阵列校准方法的实用性强。该阵列校准系统用LabVIEW语言编程实现，调用LabVIEW里的FPGA模块，实现校准算法的核心部分，用状态图实现整个采集和校准的系统，实现上下位机的通信，保证了校准的实时性。由于有外界干扰，所以提取的通道参数可能存在误差，该系统能够根据校准结果自动判断该校准频点或相邻频点是否存在较强的干扰信号，当存在大幅度干扰信号时，则做一些相关的处理，消除强干扰的影响，确保校准的正确性。对校准算法用Matlab软件进行了仿真，对结果进行分析，验证了算法的可行性，符合理论推导的结果。在校准补偿部分有两种方法，分别采用这两种方法补偿后再作DOA（Direction of Arrive，波达方向）估计，对比结果，验证了两种方法的可行性，其结果符合理论的推导。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究  9-10
  1.3 本文的主要内容  10-11
  1.4 本文结构安排  11-12
2 阵列校准方法  12-32
  2.1 阵列校准目的  12
  2.2 一般的有源校准方法  12-14
  2.3 本文的有源校准方法  14-21
  2.4 通道参数提取算法  21-26
  2.5 算法的弊端及解决方法  26-28
  2.6 算法的仿真  28-32
3 通道参数提取算法实现  32-52
  3.1 阵列校准模型  32-33
  3.2 硬件平台与搭建  33-36
  3.3 软件平台与设计  36-48
  3.4 通道参数的处理  48-52
4 通道校准补偿  52-66
  4.1 多窄带补偿方法  52-61
  4.2 宽带补偿方法  61-63
  4.3 两种方法的对比  63-66
5 总结与展望  66-68
  5.1 全文总结  66-67
  5.2 未来工作展望  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72

基于圆形天线阵的阵列校准方法与实现

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