分布式寬帶聚焦信號(hào)的波形設(shè)計(jì)技術(shù).pdf

1、波束形成在所需空間方向上形成一定形狀的方向圖，讓有用信號(hào)通過，抑制其他方向上的信號(hào)；而在該波束方向上無法細(xì)分干擾信號(hào)和期望信號(hào)。在分布式天線場景下，利用聚焦達(dá)到信號(hào)能量在特定空間的會(huì)聚，可以在一定程度上細(xì)分任意空間中的干擾信號(hào)和期望信號(hào)。 從物理本質(zhì)上來看，信號(hào)聚焦與波束形成都是使信號(hào)能量在特定空間方向上會(huì)聚。由于其信號(hào)處理方法的不同，信號(hào)聚焦更適合于分布式天線陣列的近距離通信環(huán)境。目前關(guān)于信號(hào)聚焦的研究文獻(xiàn)還比較少。

2、超寬帶技術(shù)具有功耗低、傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，較好的滿足了現(xiàn)代通信的要求，在實(shí)際應(yīng)用中吸引了廣泛關(guān)注。因此，超寬帶波束形成是本文的另一個(gè)研究內(nèi)容。本文在下述三個(gè)方面做了一些工作： 本文研究了在陣列信號(hào)處理中的三個(gè)窄帶信號(hào)判定準(zhǔn)則：相對(duì)帶寬準(zhǔn)則，自相關(guān)矩陣特征值大小準(zhǔn)則和SNEE準(zhǔn)則。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果表明：相對(duì)帶寬準(zhǔn)則采用相對(duì)帶寬直接判斷，形式簡單。相關(guān)矩陣特征值準(zhǔn)則考慮了陣元數(shù)目，信噪比等因素，較全面的考慮了陣列信號(hào)處

3、理的背景。SNEE準(zhǔn)則通過利用窄帶波束形成處理信號(hào)的效率，直觀的判斷一個(gè)陣列信號(hào)是否符合窄帶假設(shè)。 本文以基于方波脈沖信號(hào)模型的均勻線陣為例，給出了聚焦波形設(shè)計(jì)的基本原理。在該原理基礎(chǔ)上，仿真研究了在集中式和分布式天線場景下聚焦接收信號(hào)波形與能量；研究了在二維空間區(qū)域和三維空間區(qū)域，分布式天線場景下的聚焦波形設(shè)計(jì)；仿真研究了陣元數(shù)目，信號(hào)脈沖寬度和聚焦點(diǎn)位置選擇對(duì)于信號(hào)聚焦的影響。仿真結(jié)果表明：信號(hào)脈沖寬度越小，周圍點(diǎn)接收信號(hào)能

4、量下降越快，聚焦效果越好；當(dāng)陣元數(shù)目增加時(shí)，要取得更好的聚焦效果；另外，在固定大小的空間區(qū)域內(nèi)，沿聚焦點(diǎn)出發(fā)，在測度較小方向上的點(diǎn)接收能量變化較慢。 本文研究了基于高斯脈沖信號(hào)的超寬帶時(shí)域波束形成系統(tǒng)；分析了由該系統(tǒng)的接收脈沖波形得出的空時(shí)分辨率函數(shù)，空頻分布函數(shù)和單脈沖跟蹤信號(hào)以及峰值功率方向圖和能量方向圖的表達(dá)式并做了相應(yīng)的仿真。仿真表明：脈沖波形的波束圖沒有旁瓣，也就沒有必要通過對(duì)陣元的幅度加權(quán)的方法來抑制旁瓣；方向圖的分