DBF陣列幅相誤差校準(zhǔn)及其穩(wěn)健性算法.pdf

1、自適應(yīng)數(shù)字波束形成技術(shù)(Adaptive Digital Beamforming,ADBF)是陣列天線與現(xiàn)自適應(yīng)信號(hào)處理相結(jié)合的技術(shù),又稱(chēng)自適應(yīng)空域?yàn)V波,其波束控制靈活,掃描快,相對(duì)于傳統(tǒng)的陣列天線技術(shù)能夠有效進(jìn)行方向圖控制,且能夠根據(jù)外部環(huán)境自適應(yīng)地跟蹤對(duì)消干擾。但是在實(shí)際工程應(yīng)用中,陣列幅相誤差的存在嚴(yán)重影響靜態(tài)方向圖特性,造成天線增益下降,波瓣抬高,指向精度變差,同時(shí)在采用自適應(yīng)波束形成算法跟蹤對(duì)消干擾時(shí)造成模型失配,促使信號(hào)干擾

2、噪聲比SINR惡化,影響算法的響應(yīng)速度、測(cè)向超分辨率以及調(diào)零深度。本文在研究陣列幅相誤差對(duì)DBF系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)上,圍繞陣列幅相誤差校準(zhǔn)及其穩(wěn)健性算法展開(kāi)了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 (1)在建立窄帶信號(hào)、陣列幅相誤差模型的基礎(chǔ)上,研究分析了幅相誤差對(duì)靜態(tài)波束圖以及自適應(yīng)波束形成算法的影響。前者仿真給出了不同均方誤差下的常規(guī)波束形成(Conventional Beamforming,CBF)方向圖即靜態(tài)方向圖參數(shù),后者給出誤差下自

3、適應(yīng)方向圖以及不同信噪比情況下的陣列增益。
　　 (2)針對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)輔助信號(hào)源方位不準(zhǔn)的問(wèn)題,研究了基于分時(shí)工作信號(hào)源的線陣校準(zhǔn)方法,討論了該方法的校準(zhǔn)條件并提出改進(jìn)方法,同時(shí)給出了校準(zhǔn)性能仿真分析;提出將該校準(zhǔn)方法擴(kuò)展應(yīng)用到面陣,理論和仿真結(jié)果都驗(yàn)證了方法的正確性與有效性。
　　 (3)將陣列互耦校正技術(shù)(Mutual Coupling Technique,MCT)應(yīng)用于DBF陣列幅相誤差校準(zhǔn),仿真研究了基于MCI的

4、DBF校準(zhǔn)下陣列邊緣誤差、標(biāo)定誤差、陣元位置誤差和隨機(jī)擾動(dòng)誤差對(duì)幅相估計(jì)和最終方向圖的影響,并提出減小這些誤差影響的措施以及給出了MCT校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。
　　 (4)除陣列校準(zhǔn)外,對(duì)幅相誤差穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法也是克服陣列幅相誤差尤其是校準(zhǔn)后殘差對(duì)算法影響的有效手段。本文探討了利用白噪聲增益約束實(shí)現(xiàn)波束形成算法穩(wěn)健性的方法,著重研究了基于白噪聲增益約束的迭代最小二乘變量對(duì)角加載算法以及正加載和負(fù)加載算法,仿真分析了這類(lèi)算