分布式舰载高频地波雷达MIMO阵列综合技术研究

发布时间：2020-10-20 03:39

　　 相对于岸基型高频地波雷达,舰载布阵平台为高频地波雷达带来了更高的灵活性及安全性,在远洋探测及深海作战方面有着重要意义。本课题所研究的分布式舰载平台通过舰载编队的方式能够成功的达到孔径扩展的目的,带来较好的主瓣性能。然而,不同舰载编队模型以及舰船间的最小安全距离将会造成阵列峰值旁瓣性能的严重恶化,极大降低了雷达的抗干扰能力。此外,随着舰船数的增加,阵元数成倍增长,给雷达系统的布阵成本及信号处理复杂度带来巨大压力,从而阻碍了其在实际工程中的应用。针对上述问题,本课题以阵列综合技术为切入点,围绕分布式舰载高频地波雷达与MIMO阵列技术结合过程中如何对阵元合理稀布以及如何降低因安全距离限制带来的高旁瓣问题进行研究与分析。首先,对三种简化后的舰船编队模型,建立了直线分布式MIMO阵列、交错分布式MIMO阵列及扇形分布式MIMO阵列模型,仿真分析了三种阵列模型下不同布阵方式对应的方向图性能,验证了大间隔子阵带来的峰值旁瓣抬高的问题。之后,针对直线分布式MIMO阵列模型,解决了子阵半波长均匀满阵情况下的权值优化、阵列稀布和阵元位置及权值联合优化的问题。仿真验证了基于近几年提出的鸡群算法(Chicken swarm optimization,CSO)及鲸群算法(Salp swarm algorithm,SSA)的阵列优化算法的有效性,并对比分析了两种算法的优化性能。在阵列稀布、阵元位置及权值联合优化问题中,结合实际舰船布阵的需求,提出了子阵同分布约束条件。并通过仿真实验分析了该约束条件对峰值旁瓣性能优化结果的影响。最后,针对交错分布式及扇形分布式MIMO阵列模型,对阵列稀布设计问题进行研究,给出了阵元稀布率为30%情况下,不同子阵数对应的最优峰值旁瓣性能及对应的最优阵元位置分布情况。对两种不同阵列模型,分别采用粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)及遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行阵列稀布设计。仿真验证了算法的有效性并给出了稀布优化后阵元位置分布情况。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN958
【部分图文】：

图 4-2 交错分布式 MIMO 阵列二维方向图-3 俯仰维剖面方向图 图 4-4 方位维剖面方向图分布式 MIMO 阵列的一维方向图，这里针对子阵数为 4 的及等间隔稀布阵的方向图进行了对比。中设信号波长为 15m，发射阵列孔径 Lr 270m为，接收子20m，子阵横向间距 75mxD ，纵向间距270myD 等于舰阵数 4subN 。对于子阵均匀稀布方式，设稀布率为 50%，

图 5-2 扇形分布式 MIMO 阵列二维方向图 5-3 俯仰维剖面方向图 图 5-4 方向维剖面方向图子阵均匀满阵及等间隔稀布两种情况下的方向图性能进行了情况如图 5-2 所示。仿真中设置信号波长为 15m，发射，接收子阵的阵列孔径为 Lt 120m，子阵横向间距 75xD 0m等于舰船的最小安全距离，子阵数 6N 。对于均匀稀疏
【参考文献】

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本文编号：2848150