基于时间序列优化的四维天线及在电子对抗中的应用

发布时间：2020-06-16 16:18

【摘要】：随着无线通信技术的高速发展,电子对抗的程度也越来越激烈。一方面,雷达系统快速更新,新型雷达不断出现,研发有效的新型干扰方式显得尤为重要;另一方面,面对现有的干扰方式,如何有效提高抗干扰能力亦是当今雷达系统研究的热点。因此,若想在电子对抗中取胜,对干扰技术和抗干扰技术的研究具有重要意义。时间调制天线阵列是以相控阵天线为基础研发出来的新型天线阵列。它利用每个天线单元连接的开关控制阵列的幅度和相位,可以省去衰减器和移相器,并实现低副瓣或超低副瓣等方向图的赋形。在时间调制天线发射中心频率波束的同时,还会产生很多谐波频率,在谐波频率上可以实现无移相器波束扫描等更多的功能。目前,对于谐波频率的研究还有很大的发展空间。本文主要研究了时间调制天线在干扰和抗干扰技术中的应用。第二章从相控阵天线的基本理论出发,详细介绍了时间调制天线的定义、调制方式以及波束扫描方法。第三章提出线性约束特征干扰相消器的单权值矢量算法替代传统的多权值矢量算法,并结合时间调制天线,实现了一种新型有效的干扰技术,即多波束干扰。最后利用狼群优化算法抑制旁瓣,提高干扰效率。第四章中提出协方差矩阵重构算法实现零陷展宽;将时间调制天线与方向回溯天线结合。在工作频率上发射反向波束;在谐波频率上,利用时间调制技术对波束的相位加权,实现了自适应零陷,有效提高抗干扰能力。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN97
【图文】：

天线阵,平面相控阵,等间距,示意图

控阵可根据单元之间的排布关系分类，比如矩形栅格排布、三角形栅格排布等。逡逑２．１．１相控阵的工作原理逡逑下面主要介绍相控阵天线波束扫描的原理，如图２．１所示。逡逑Ｚ逡逑信号方向逡逑Ｘ逦＼ｊ逡逑图２．１平面相控阵示意图逡逑图中，若干个天线阵元被等间距地放置在ｘｏｙ平面内，＜和＜分别是天线阵元在ｘ逡逑轴和：Ｖ轴方向的间距。该天线阵在ｘ轴上有Ｍ个单元，在ｙ轴上有７Ｖ个单元，则整个平逡逑面上有Ｍｘ＃个阵元。逡逑假设；ｃ轴上第ｍ个、：ｆ轴上第《个单元为坐标可表示为（ｍ４，？ｄｖ，０），激励的逡逑幅度和相位表示为：逡逑Ｗ—逦（２．１．１）逡逑式中ｔ为ｘ轴方向的相位差，ａｖ为轴方向的相位差。逡逑根据方向图叠加原理，平面相控阵的远区场可以表示为：逡逑Ｎ－＼邋Ｍ－＼逦ｊｋｒ逡逑Ｅ邋一逦Ｉ邋＾］＼ｋｎ＼ｄｘｃｏｓｇ＞ｓｉｎ０－ｏｒｘ＋ｋｎｄｖｓｉｎ＾）ｓｉｎＯ－ａｙ邋］邋＾逦（２１２）逡逑？＝０／？＝０逦＾逡逑平面相控阵的阵因子可写为：逡逑４逡逑

线阵,电流,阵因子,相位差

考虑相控阵为线阵的情况，假设有ｉＶ个天线单元排列在一条直线上，每个单元结构逡逑相同，间距为当研究阵因子时可将各单元看成理想的全向天线单元，因此单元因子逡逑视为１，如图２．２所示。逡逑，工１逦１２邋工３…邋Ｉｎ逡逑Ｉ－邋ｄ邋Ｈ逡逑图２．２邋—维ＴＶ元线阵逡逑可设第／个单元的电流为：逡逑（２．１．８）逡逑即相邻天线单元的激励相位相差Ｖ而振幅相同，则其阵因子为：逡逑Ｘ邋＝邋＼ｌ邋＋邋ｅＪ＂邋＋ｅｊ２ｕ邋＋－－邋＋邋ｅＡＮＡ），，＼逦（２．１．９）逡逑式中ｗ邋＝邋Ｍｃｏｓ０邋＋邋ｖ／，为阵元间距离产生的相位差和阵元输出信号间相位差之和。逡逑式（２．１．９）为一个等比级数，可改写为：逡逑５逡逑

【参考文献】