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天线阵列处理中的互耦效应及补偿技术的研究

作　者: 夏靖
导　师: 金杰
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 互耦补偿波束成形相模激励多信号分类最小均方恒模算法矩量法
分类号: TN820.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文研究了互耦对阵列处理算法的影响,并使用矩量法分析了由半波振子组成的线性阵和圆形阵的互耦现象。基于对矩量法原理的分析,根据其广义阻抗矩阵,说明了互耦的成因。考虑到天线的实际和常用可测参数,即散射参数,分析了从矩量法计算结果中提取该参数的方法,提出了互耦的散射参数模型,为了实现对电压或电流的补偿,导出了任意端口数的散射矩阵与阻抗矩阵的转换公式。在理想情况下详细研究了阵列处理中的几种典型算法。根据Dolph-Tschebyscheff和Taylor(one parameter)方法设计了多种满足不同性能指标的线性阵,并基于相模激励法用Taylor(one parameter)综合法设计了阵元间距小于半波长的圆形阵。根据谱估计理论,模拟了MUSIC和Root MUSIC算法对波达角的估计。根据自适应滤波理论,分析了LMS算法对受多径干扰的BPSK信号进行空间域滤波的性能,同时还模拟分析了采用最陡下降法的CM(Constant Modulus)盲自适应算法对受多径干扰的QPSK信号的空域滤波特性。为了比较互耦效应与理想情况的差别,对以上算法使用矩量法重新分析,由于互耦的存在,大部分在理想情况下预期的性能指标都受了不同程度的影响,为了消除这种影响,根据提出的散射参数模型和任意数端口网络矩阵转换公式对存在互耦影响的信号进行补偿,计算结果表明,该方法可以有效的减少互耦带来的性能降低,使各性能指标最大程度的接近理想值。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-9
  1.1 背景及意义  7-8
  1.2 目标和工作内容  8-9
第二章矩量法  9-19
  2.1 矩量法发展介绍  9
  2.2 矩量法简介  9-15
    2.2.1 线天线积分方程  9-11
    2.2.2 离散化、基函数和测试函数  11-13
    2.2.3 信号激励源  13-14
    2.2.4 网络参数的提取  14-15
  2.3 基于矩量法的软件  15
  2.4 计算实例  15-18
  2.5 小结  18-19
第三章天线阵及综合  19-28
  3.1 线性阵和平面阵  19-22
    3.1.1 线性阵的结构  19-21
    3.1.2 平面阵的结构  21-22
  3.2 线性阵的综合  22-25
    3.2.1 Dolph-Tschebyscheff 阵  22-25
  3.3 圆阵的综合  25-28
    3.3.1 连续圆阵  25
    3.3.2 圆阵的Taylor(one parameter)法综合  25-28
第四章波达角估计和自适应阵列处理  28-40
  4.1 频率估计  28-33
    4.1.1 Pisarenko 谐波分解  29-30
    4.1.2 MUSIC 算法  30-31
    4.1.3 Root MUSIC  31-33
  4.2 自适应算法  33-40
    4.2.1 Wiener-Hopf 解  33
    4.2.2 LMS 算法  33-36
    4.2.3 恒模算法  36-40
第5章互偶现象及补偿  40-58
  5.1 互耦现象  40-41
  5.2 互耦效应的度量  41-46
    5.2.1 阻抗矩阵法  41-42
    5.2.2 开路电压法  42-43
    5.2.3 散射参数法  43-46
  5.3 互耦存在情况下的性能分析及补偿  46-58
    5.3.1 固定波束成形  46-48
    5.3.2 MUSIC 波达角估计  48-52
    5.3.3 LMS  52-54
    5.3.4 CMA  54-58
第六章总结和展望  58-60
  6.1 总结  58
  6.2 下一步的工作  58-60
参考文献  60-62
发表论文和科研情况说明  62-63
致谢  63

天线阵列处理中的互耦效应及补偿技术的研究

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