高动态平台抗干扰波束形成技术研究

发布时间：2020-05-05 02:39

【摘要】：波束形成技术作为阵列信号处理的重要组成部分,在雷达、声纳、通信、地震学、生物医药、全球定位系统等领域有着广泛的应用。理想情况下,波束形成能够实现方向图的零陷指向干扰方向,实现抗干扰的目的。但在实际环境中,由于平台的高速运动以及平台的姿态变化等一系列问题,会导致干扰“移出”零陷所在位置。除此之外,实际工程中,系统器件受外部环境及加工工艺等因素的影响,通道的幅相特性会产生不一致性问题,即通道失配,也会影响波束形成器的抗干扰性能。针对以上问题,本论文研究了高动态平台抗干扰波束形成技术,主要完成了以下工作:(1)在建立了通道失配模型的基础上,分析了通道失配对波束形成的影响,具体分析了阵列的波束形成图和输出信干噪比受通道失配的影响。针对通道失配问题,研究了一种加权频域拟合的通道均衡算法。该算法通过测量通道的离散单点频的频响特性,然后根据测量的结果拟合出通道整个带宽内的频率响应,求得通道均衡器的均衡系数。该算法能够有效消除除数为零或极小值的问题。仿真验证了该算法能够很好地均衡通道内的频域特性。(2)在建立高动态阵列信号模型的基础上,分析了高动态平台导致干扰角度快变等问题对阵列信号处理带来的影响。针对投影变换类的加宽零陷算法依赖于正确的阵列流型,研究了一种抗阵列流型的加宽零陷算法。该算法利用不确定集优化方法校正零陷展宽所选择的预定区域内的干扰导向矢量,然后结合协方差矩阵锥化和投影变换方法,重构一个新的协方差矩阵用于波束形成零陷展宽。仿真实验结果证明,该算法在加宽零陷的同时,有效地提高了对阵列流型失配的稳健性。(3)基于TMS320C6678硬件处理平台,设计了高动态平台抗干扰算法的实现方案。详细介绍了算法主要模块的设计方法,并对主要模块进行了分析验证,通过测试表明抗干扰模块能够实现对干扰的有效抑制。
【图文】：

TMDXEVM6678LEVM评估板

整个工程库函数主程序连接配置文件外设操作C函数库浮点运算函数库中断向量表DSP初始化从FPGA中读取数据计算自适应权值传送自适应权值给FPGA图 5.11 抗干扰模块中的 DSP 程序结构图功能验证算法模块进行测试，验证算法的性能。对实际采集的数据进行的图 5.13 所示的结果，，图 5.12 为由自适应抗干扰模块计算的权值图 5.13 为干扰抑制前后所得到的信号的频谱比较。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN911.7

【参考文献】

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本文编号：2649400