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非均匀阵智能天线测向研究

作　者: 邵丽君
导　师: 赵淑清
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 智能天线非均匀阵测向空间谱估计
分类号: TN821.91
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 289次
引　用: 3次
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内容摘要

智能天线能够根据信号的来波方向,自适应地调整天线阵方向图,具有减少干扰、增加系统容量、降低发射功率等优点。用户来波方向DOA(Direction of Arrival)是调整天线各阵元的权值,下行波束赋形的关键参数。大多数DOA估计方法是基于均匀阵的。由于均匀阵的阵元间距一般取半波长,所以当阵元数目确定后天线的孔径也就随之被限定了。本文采用阵元间距不等的非均匀线阵代替均匀线阵进行测向,从而在相同阵元数的前提下得到更大的孔径。本文改进了几种典型的测向方法,包括波束形成算法、多重信号特征法和Capon最小方差法,实现了基于以上方法的非均匀阵测向。通过比较三种方法的性能,找出一种比较适合非均匀阵测向的方法。在此基础上进一步分析了应用非均匀阵测向的优缺点,比较了非均匀阵和均匀阵的测向性能。本文就如何提高非均匀阵角度估计能力进行了广泛的尝试和研究。从三种不同的角度,提出了优化非均匀阵阵列排布的方法,包括仿真实验法、阵元微调法、最小冗余度法。计算机仿真结果表明这三种方法是行之有效的。本文还改进了经典的空间平滑去相关方法,实现了利用非均匀阵对相关信号来波方向的估计。关于非均匀阵的研究国内尚为数不多,本文成功地实现了利用非均匀阵估计独立信号和相关信号,并且在提高非均匀阵测向性能方面给出了三种行之有效的方法。

全文目录

第一章绪论  8-14
  1.1 课题来源及研究的意义  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 课题研究的主要内容及结构安排  12-14
第二章阵列处理建模和高分辨谱估计技术概述  14-31
  2.1 阵列信号处理模型的建立  14-19
    2.1.1 均匀阵基阵模型  15-18
    2.1.2 非均匀阵模型  18-19
  2.2 现代超分辨谱估计概述  19-23
    2.2.1 波束形成算法  19-20
    2.2.2 最小方差法  20-22
    2.2.3 多重信号特征法  22-23
  2.3 均匀阵与非均匀阵测向性能比较  23-27
    2.3.1 方向图的比较  23-24
    2.3.2 角度分辨率的比较  24-25
    2.3.3 角度分辨精度的比较  25-26
    2.3.4 均匀阵和非均匀阵对抗噪声能力的比较  26-27
  2.4 算法性能的仿真结果比较  27-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章仿真分析法优化非均匀阵测向性能  31-41
  3.1 概述  31
  3.2 计算机仿真法寻找优化阵元排列方案  31-39
    3.2.1 仿真方法设计  32
    3.2.2 仿真参数设定  32-33
    3.2.3 仿真结果  33-38
    3.2.4 优化方案的检验  38-39
  3.3 本章小结  39-41
第四章阵元微调法改善非均匀阵测向性能  41-46
  4.1 微调阵信号处理模型  41-42
  4.2 微调阵的优化方法设计  42-43
  4.3 微调阵DOA估计计算机仿真结果比较  43-45
  4.4 本章小结  45-46
第五章最小冗余度阵列  46-53
  5.1 阵列冗余度的定义  46-48
  5.2 最小冗余阵列  48-49
  5.3 最小冗余阵列的获得  49-50
  5.4 数值仿真  50-52
    5.4.1 最小冗余阵与均匀阵测向性能比较  50-52
    5.4.2 最小冗余阵、中等冗余阵和均匀阵测向性能比较  52
  5.5 本章小结  52-53
第六章利用非均匀阵估计相干信号源  53-64
  6.1 相干信号源模型及去相关方法  54-58
    6.1.1 信号模型  54-55
    6.1.2 空间平滑技术  55-58
  6.2 非均匀阵去相关方法  58-60
  6.3 仿真结果  60-63
    6.3.1 利用改进的前后向平滑方案去相关  60-61
    6.3.2 不同的子阵选取对非均匀阵去相关性能的影响  61-63
  6.4 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  68-69
致谢  69

非均匀阵智能天线测向研究

内容摘要

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