頻控陣特性及其發(fā)射波束控制研究.pdf

1、相控陣?yán)走_(dá)因其具有快速而又精確地波束指向能力，在雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)與成像應(yīng)用中獲得了廣泛地應(yīng)用。通常相控陣的的波束方向控制是通過(guò)每個(gè)陣元輸出端接入移相器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，頻率掃描天線也可以通過(guò)改變雷達(dá)系統(tǒng)工作頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)波束電控掃描。而相比于以上兩種陣列雷達(dá)，頻控陣?yán)走_(dá)可以選擇同時(shí)改變相位和頻率，也可以只改變頻率處理。更重要的是其具有距離依賴性波束，也就是說(shuō)頻控陣?yán)走_(dá)在同一快拍時(shí)間內(nèi)的發(fā)射波束不再指向固定的角度，這就為實(shí)現(xiàn)距離依賴性干擾的抑制、發(fā)

2、射波束形成以及二維成像提供了可能。因此，頻控陣在近些年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。
　　本文以四川省科技項(xiàng)目―頻控陣列研究‖和自然基金項(xiàng)目―基于頻控陣的無(wú)線通信理論與方法的研究‖為支撐開(kāi)展，重點(diǎn)對(duì)頻控陣的結(jié)構(gòu)、基本性質(zhì)和其發(fā)射波束形成的方法進(jìn)行了研究。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在下面三個(gè)方面:
　　1.研究頻控陣結(jié)構(gòu)與基本特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并對(duì)頻控陣發(fā)射-接收系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)仿真。通過(guò)對(duì)頻控陣的結(jié)構(gòu)與其對(duì)應(yīng)基本性質(zhì)的研究，把握了頻控陣的分辨率、

3、柵瓣以及周期性等特性與陣列參數(shù)之間的基本關(guān)系，為在通信與雷達(dá)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。同時(shí)通過(guò)改變陣列的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射-接收整體方向圖的改變，為實(shí)現(xiàn)二維目標(biāo)定位奠定了基礎(chǔ)。
　　2.研究頻控陣的距離依賴性波束特性。首先，討論頻控陣波束掃描的特性，通過(guò)合理的配置實(shí)現(xiàn)波束指向的電控掃描。然后，針對(duì)距離依賴性波束使用波束形成算法，實(shí)現(xiàn)了與目標(biāo)同方向不同距離處的距離依賴性干擾的抑制。最后，通過(guò)仿真結(jié)果表明頻控陣?yán)走_(dá)具有更穩(wěn)健的波束性能。

4、>　　3.研究基于頻控陣的發(fā)射波束形成與波束控制。首先，為了讓發(fā)射波束能夠在聚焦到期望的目標(biāo)區(qū)域的同時(shí)抑制距離依賴性干擾，本文研究了橢球序列和凸優(yōu)化等數(shù)學(xué)優(yōu)化方法。通過(guò)求解優(yōu)化問(wèn)題，提出了兩種發(fā)射波束形成方法，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射波束能量的區(qū)域聚集。其次，提出多波束發(fā)射波束形成算法，為解決多徑問(wèn)題提供了可能。
　　最后，創(chuàng)新性地提出了一種自適應(yīng)選擇最優(yōu)發(fā)射頻偏來(lái)控制發(fā)射波束的方案。仿真結(jié)果表明，所提出的方案能夠更好地適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境，提高了系統(tǒng)