圆柱阵扫描波束形成及其测角技术研究

发布时间：2017-05-16 17:14

  本文关键词：圆柱阵扫描波束形成及其测角技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,圆柱阵扫描波束的形成技术是高精度目标跟踪雷达研究的热点之一。该技术不仅能够提供360°的全方位扫描,并且通过对位于不同位置的阵元激励的选择,能够方便而灵活地控制波束的指向,从而实现对目标的跟踪。本文首先以均匀线阵的方向图函数为基础,根据圆阵和圆柱阵扫描波束的形成方案,设计了仿真实验,分析了圆阵和圆柱阵波束的方向图函数,计算了移相器的移相值以及DBF的权值,并分析了发射波束的移相器对接收波束的影响。然后根据圆柱阵扫描波束的形成方案,选择了和差比幅的测角方法。在确定目标所在的角度区间时,针对实际工程中天线接收的信号是通过阵面的加权形成的矢量方向图,同时为了充分利用回波信号的相位信息,对接收波束的幅值先进行复数相加减,再取实部进行复数和差比幅。针对圆柱阵接收波束的形成方案,每个CPI都可以进行方位维的和差比幅测角,每两个CPI进行俯仰维的顺序和差比幅测角。随后分析了移相器的量化位数对圆柱阵扫描波束指向精度的影响。本文不从波束的方向图来分析,而是从每个阵元的移相器量化误差、阵元合成波束的指向误差来分析比较舍尾法、二可能值法、递推比较馈相法的优劣。最后研究了阵元数目对圆柱阵扫描波束形成的影响。本文从改变圆柱阵每层阵元数目和圆环的层数两个方面,仿真了不同阵元数目的圆柱阵方位维和俯仰维的方向图,分析了方向图的性能,得到了优化波束设计的阵元数目。
【关键词】：圆柱阵扫描波束 优化波束设计 和差比幅 单脉冲比幅测角精度分析
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN953
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-10
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 研究现状及发展概况8-9
• 1.3 论文主要研究内容及章节安排9-10
• 2 圆阵和圆柱阵扫描波束的形成10-34
• 2.1 引言10
• 2.2 圆形阵列的基础10-12
• 2.2.1 天线阵列的方向图函数10-11
• 2.2.2 均匀线阵的方向图函数11-12
• 2.3 圆阵扫描波束的形成12-22
• 2.3.1 圆形阵列指标参数的设定12-14
• 2.3.2 圆形阵列方向图函数14-16
• 2.3.3 有向阵元的圆形阵列方向图函数16-17
• 2.3.4 发射波束移相器的取值对接收波束的影响17-20
• 2.3.5 圆阵扫描波束的仿真结果及性能分析20-22
• 2.4 圆柱阵扫描波束的形成22-33
• 2.4.1 圆柱阵列指标参数的设定22-24
• 2.4.2 圆柱阵列的方向图函数24-26
• 2.4.3 有向阵元的圆柱阵列的方向图函数26-27
• 2.4.4 发射波束移相器的取值对接收波束的影响27-30
• 2.4.5 圆柱阵的布阵方式及方向图函数的性能分析30-33
• 2.5 本章小结33-34
• 3 圆柱阵的测角方法34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 圆柱阵测角方法的选择34-37
• 3.2.1 和差比幅测角的原理34-36
• 3.2.2 和差比相测角的原理36-37
• 3.3 和差波束的形成37-38
• 3.4 圆阵和差比幅测角算法的仿真实现38-40
• 3.5 圆柱阵和差比幅测角算法的仿真实现40-45
• 3.5.1 方位维比幅测角40-42
• 3.5.2 俯仰维比幅测角42-45
• 3.6 圆柱阵和差比幅测角的误差分析45-46
• 3.7 本章小结46-47
• 4 圆柱阵扫描波束的优化设计分析47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 移相器的量化误差及改进方法47-53
• 4.2.1 移相器位数的选取47-48
• 4.2.2 移相器的相位量化误差48
• 4.2.3 改进方法48-53
• 4.3 阵元数目对圆柱阵波束形成的影响53-59
• 4.3.1 每层阵元数目对波束方向图的影响53-56
• 4.3.2 圆柱阵层数对波束方向图的影响56-58
• 4.3.3 最优阵元数目的选择及性能分析58-59
• 4.4 本章小结59-61
• 5 结束语61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 胡航;刘伟会;;只利用一种模拟加权的子阵级和差波束旁瓣抑制方法[J];电子与信息学报;2009年04期

2 陈忠先;相控阵雷达的发展与前景[J];现代电子;1995年03期

3 王怀军;许红波;陆珉;黄春琳;;MIMO雷达技术及其应用分析[J];雷达科学与技术;2009年04期

4 杨虎;陈航;滕舵;李道江;陈永森;;水下声成像中旁瓣抑制方法及其实验研究[J];声学学报(中文版);2009年03期

5 谢俊好,熊卫明;传统单脉冲方法的数学原理及工程实现[J];系统工程与电子技术;2004年04期

6 杨东萍;未连保;衣尚军;;相位误差对相控阵天线影响分析与改进[J];无线电工程;2013年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李铮;不同阵型下DOA估计算法和阵元缺损时阵列性能的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

2 赵雅靓;圆形阵列波束形成与综合方法研究[D];河南大学;2005年

3 刘俊;共形阵低副瓣方向图综合方法研究[D];西安电子科技大学;2009年

4 包子阳;稀布共形阵列天线综合方法及波束形成技术的研究[D];电子科技大学;2009年

5 孙海浪;阵列天线测向算法及子阵划分研究[D];西安电子科技大学;2010年

6 员琳红;和差多波束跟踪算法及工程实现[D];西安电子科技大学;2012年

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本文编号：371447