基于时序相位权重的单射频通道数字波束形成阵列天线关键技术研究
发布时间：2021-01-15 03:32
射频（RF）单通道数字波束形成阵列天线属于阵列天线的一种。此类天线不但拥有数字波束形成阵列天线的优异性能,而且可以有效减少天线系统的整体成本和功耗,可广泛应用于现代雷达、通信和导航等系统中。与其它方法比较,用时序相位权重（TSPW）的方法来实现这种天线有许多优点。本文围绕基于时序相位权重的单射频通道数字波束形成阵列天线中目前存在的两个关键技术问题:运动补偿和实时处理进行研究,其主要创新点如下:1.提出基于时间回溯的插值重排运动补偿算法:通过分析所研究天线的结构,提出可以采用的两种单射频通道信号采样方式。结合回波信号统计模型和单射频通道信号采样方式,分析了运动补偿问题产生的原因,总结了运动补偿算法的适用范围。最后结合前面提出的单射频通道信号采样方式和回波信号统计模型,提出了一个用于克服已有运动补偿算法不足的基于时间回溯的插值重排运动补偿算法。本章部分内容已在Asia-Pacific Microwave Conference（APMC）上发表。2.提出单射频通道嵌套MIMO阵列天线及相应的信号处理算法以解决单射频通道大规模阵列实时处理问题:从增加阵列整体自由度的角度出发,提出了一种单射频通...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１经典的多通道数字波束形成阵列天线结构示意图??为了获取每－个阵元或子阵接收到的信号，ＤＢＦ阵列天线耑要在每一个天线单元或??
１．２．１频分复用单通道??文献［２１］在２００４年提出了一种用于接收ＧＰＳ信号的单通道数字波朿形成阵列。该??方案的特点是靠不同的频率来区分不同阵元上收到的信号。其基本结构示意图如图１．３??所示。该方案的特点是在每个阵元后接入一个混频器，每个混频器连接的本振具有－定??的频差。经过下变频后的各路信号经由合路器合并，最后形成一路宽带信号被采样。数??字信号处理器在基带对单路采样信号分频带进行数字滤波后，即可获取各个阵元上的原??始信号。虽然该方案理论上可行，但在实现方面仍面临较大挑战。－方面需要设计多个??中心频率比较接近的本振连接多个混频器来区分信号，这使得设计的复杂度和成本大幅??提高［２２］；另一方面该方案在形成单通道信号时，相邻频带之间的信号容易互相干扰。这??种邻带干扰（ＡＣＩ）对最后恢复原始阵列信号会产生较大影响。此外，射频通道中采用??了混频器
１．２．１频分复用单通道??文献［２１］在２００４年提出了一种用于接收ＧＰＳ信号的单通道数字波朿形成阵列。该??方案的特点是靠不同的频率来区分不同阵元上收到的信号。其基本结构示意图如图１．３??所示。该方案的特点是在每个阵元后接入一个混频器，每个混频器连接的本振具有－定??的频差。经过下变频后的各路信号经由合路器合并，最后形成一路宽带信号被采样。数??字信号处理器在基带对单路采样信号分频带进行数字滤波后，即可获取各个阵元上的原??始信号。虽然该方案理论上可行，但在实现方面仍面临较大挑战。－方面需要设计多个??中心频率比较接近的本振连接多个混频器来区分信号，这使得设计的复杂度和成本大幅??提高［２２］；另一方面该方案在形成单通道信号时，相邻频带之间的信号容易互相干扰。这??种邻带干扰（ＡＣＩ）对最后恢复原始阵列信号会产生较大影响。此外，射频通道中采用??了混频器
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷达DOA估计算法[J]. 杨杰,廖桂生. 电子与信息学报. 2014(11)
[2]基于压缩感知的稳健单通道波达方向估计方法[J]. 王超宇,梅湄,李洪涛,朱晓华. 电波科学学报. 2014(04)
[3]基于压缩感知的单通道鲁棒自适应波束形成算法[J]. 李洪涛,贺亚鹏,肖瑶,朱晓华. 电子与信息学报. 2012(10)
[4]智能天线与自适应数字波束形成技术[J]. 涂正林,杨春华. 舰船电子对抗. 2006(05)
[5]用单通道接收机实现方位超分辨的一种方法[J]. 叶中付,吴涛. 信号处理. 2001(02)
[6]相控阵雷达反演口径分布实现方位超分辨[J]. 盛卫星,方大纲. 电波科学学报. 2000(02)
[7]相控阵雷达反演口径分布中的运动补偿[J]. 盛卫星,方大纲,叶晓东. 电波科学学报. 2000(02)
[8]基于相控阵单通道接收机高分辨DOA估计的跟踪算法[J]. 叶中付,吴涛. 电子科学学刊. 2000(02)
[9]陈列加权反演口径幅相分布方法的误差分析和校正[J]. 顾继慧,盛卫星,方大纲. 微波学报. 2000(01)
[10]单通道接收机实施空间谱估计测向[J]. 赵益民,鞠德航. 通信学报. 1997(02)
本文编号：2978139
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１经典的多通道数字波束形成阵列天线结构示意图??为了获取每－个阵元或子阵接收到的信号，ＤＢＦ阵列天线耑要在每一个天线单元或??
１．２．１频分复用单通道??文献［２１］在２００４年提出了一种用于接收ＧＰＳ信号的单通道数字波朿形成阵列。该??方案的特点是靠不同的频率来区分不同阵元上收到的信号。其基本结构示意图如图１．３??所示。该方案的特点是在每个阵元后接入一个混频器，每个混频器连接的本振具有－定??的频差。经过下变频后的各路信号经由合路器合并，最后形成一路宽带信号被采样。数??字信号处理器在基带对单路采样信号分频带进行数字滤波后，即可获取各个阵元上的原??始信号。虽然该方案理论上可行，但在实现方面仍面临较大挑战。－方面需要设计多个??中心频率比较接近的本振连接多个混频器来区分信号，这使得设计的复杂度和成本大幅??提高［２２］；另一方面该方案在形成单通道信号时，相邻频带之间的信号容易互相干扰。这??种邻带干扰（ＡＣＩ）对最后恢复原始阵列信号会产生较大影响。此外，射频通道中采用??了混频器
１．２．１频分复用单通道??文献［２１］在２００４年提出了一种用于接收ＧＰＳ信号的单通道数字波朿形成阵列。该??方案的特点是靠不同的频率来区分不同阵元上收到的信号。其基本结构示意图如图１．３??所示。该方案的特点是在每个阵元后接入一个混频器，每个混频器连接的本振具有－定??的频差。经过下变频后的各路信号经由合路器合并，最后形成一路宽带信号被采样。数??字信号处理器在基带对单路采样信号分频带进行数字滤波后，即可获取各个阵元上的原??始信号。虽然该方案理论上可行，但在实现方面仍面临较大挑战。－方面需要设计多个??中心频率比较接近的本振连接多个混频器来区分信号，这使得设计的复杂度和成本大幅??提高［２２］；另一方面该方案在形成单通道信号时，相邻频带之间的信号容易互相干扰。这??种邻带干扰（ＡＣＩ）对最后恢复原始阵列信号会产生较大影响。此外，射频通道中采用??了混频器
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷达DOA估计算法[J]. 杨杰,廖桂生. 电子与信息学报. 2014(11)
[2]基于压缩感知的稳健单通道波达方向估计方法[J]. 王超宇,梅湄,李洪涛,朱晓华. 电波科学学报. 2014(04)
[3]基于压缩感知的单通道鲁棒自适应波束形成算法[J]. 李洪涛,贺亚鹏,肖瑶,朱晓华. 电子与信息学报. 2012(10)
[4]智能天线与自适应数字波束形成技术[J]. 涂正林,杨春华. 舰船电子对抗. 2006(05)
[5]用单通道接收机实现方位超分辨的一种方法[J]. 叶中付,吴涛. 信号处理. 2001(02)
[6]相控阵雷达反演口径分布实现方位超分辨[J]. 盛卫星,方大纲. 电波科学学报. 2000(02)
[7]相控阵雷达反演口径分布中的运动补偿[J]. 盛卫星,方大纲,叶晓东. 电波科学学报. 2000(02)
[8]基于相控阵单通道接收机高分辨DOA估计的跟踪算法[J]. 叶中付,吴涛. 电子科学学刊. 2000(02)
[9]陈列加权反演口径幅相分布方法的误差分析和校正[J]. 顾继慧,盛卫星,方大纲. 微波学报. 2000(01)
[10]单通道接收机实施空间谱估计测向[J]. 赵益民,鞠德航. 通信学报. 1997(02)
本文编号：2978139
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