机载共形阵天线的信号处理技术研究
发布时间：2021-03-31 14:04
相较于常规平面阵,共形阵往往具有着更少的结构重量和更好的气动性能,容易获得更大的口径面积,因此可望成为机载雷达系统中重要的天线形式。然而,与载机共形的特殊曲面结构导致阵列的极化特性和互耦效应更加复杂。不同的阵元具有不同的姿态与极化方向,对同一散射体,阵元接收到的信号强度不一致,使得传统的以平面阵杂波模型为基础的杂波抑制方法不能有效工作。因此开展机载共形阵的信号建模和信号处理方法研究具有重要意义。本文围绕机载共形阵雷达的杂波特性、杂波抑制方法及目标检测方法这三个方面进行了理论研究及仿真分析。首先针对阵列极化敏感的问题,给出了一种杂波秩估计方法,准确估计出极化敏感线阵杂波协方差矩阵的秩;然后针对阵元极化不一致及互耦造成的信号子空间与接收数据失配的问题,给出了一种自适应子空间检测方法,可以有效补偿极化和互耦带来的影响,提高了雷达的目标检测性能;最后针对全极化阵列协方差矩阵运算量大的问题,提出了一种简化的协方差矩阵构造方法,降低了信号处理的计算量。本文的主要内容概括如下:1.研究机载共形阵雷达的方向图模型、杂波模型及杂波特性。考虑共形阵的极化特性和互耦特性,建立了具有普适性的阵列方向图模型和杂...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
垂直极化Wullenweber测向天线阵[32]
子）天线阵元旋转对称的放置方式，不仅实现了水平面全向开启了共形阵的研究大门。二战期间，德国成功研发出了一为一体的高频圆环阵列：Wullenweber，如图 1.1 所示。美国上，将 Wullen weber 阵列天线的半径由 100 米延伸到 150 米警戒及获取全面的情报信息，以美国为首的世界各国陆续研究。条件和科学技术发展水平的限制，共形阵在 90 年代才跻入，美国海空电子战中心武装部门将圆锥共形阵作为拦截导弹极大展宽了天线波束扫描范围。3 年后，诺斯洛普-格鲁曼公造商之一）和 TRW 公司的航空电子分公司达成战略合作，研发出了搭载在 F/A-18SRA（系统研究机）上的试验智能天通天线的 4 倍。90 年代中期，日本研制了半球形状的共形阵双贴片技术，有 600 个 T/R 组件协同工作。德国的 Gniss 等微贴片共形阵，并应用在数字波束形成领域。
描述电场极化信息。2.2.2 极化对阵列的影响图2.1 空间电磁信号传播示意图任意天线的极化都可以由相互正交的主极化和交叉极化组成，主极化方向是我们期望的天线极化方向，交叉极化分量越少代表天线的极化纯度越高。以偶极子天线为例，主极化方向与阵元轴线平行，交叉极化与方向轴线垂直。图 2.1 给出了空间电磁信号传播示意图，假设位于球坐标系原点的天线朝 , 方向辐射电磁波，那么电场矢量e 可由 φ 方向的分量和 θ 方向的分量组成。其中，φ 和 θ 分别为与传播方向垂直的方位向单位矢量和俯仰向单位矢量，且共同构成一组正交极化基。当电磁波照射到目标时
【参考文献】：
期刊论文
[1]共形阵机载火控雷达杂波建模与杂波抑制[J]. 段克清,谢文冲,王永良,张增辉. 系统工程与电子技术. 2011(08)
[2]机载预警雷达共形阵应用技术分析[J]. 叶杰,刘志慧. 现代雷达. 2009(07)
[3]相控阵机载雷达杂波抑制的时-空二维自适应滤波[J]. 保铮,廖桂生,吴仁彪,张玉洪,王永良. 电子学报. 1993(09)
博士论文
[1]共形相控阵天线分析综合技术与实验研究[D]. 赵菲.国防科学技术大学 2012
[2]机载雷达简易STAP方法及其应用[D]. 王彤.西安电子科技大学 2001
硕士论文
[1]共形阵列误差校正及DOA估计方法研究[D]. 张学敬.西安电子科技大学 2014
本文编号：3111568
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：117 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
垂直极化Wullenweber测向天线阵[32]
子）天线阵元旋转对称的放置方式，不仅实现了水平面全向开启了共形阵的研究大门。二战期间，德国成功研发出了一为一体的高频圆环阵列：Wullenweber，如图 1.1 所示。美国上，将 Wullen weber 阵列天线的半径由 100 米延伸到 150 米警戒及获取全面的情报信息，以美国为首的世界各国陆续研究。条件和科学技术发展水平的限制，共形阵在 90 年代才跻入，美国海空电子战中心武装部门将圆锥共形阵作为拦截导弹极大展宽了天线波束扫描范围。3 年后，诺斯洛普-格鲁曼公造商之一）和 TRW 公司的航空电子分公司达成战略合作，研发出了搭载在 F/A-18SRA（系统研究机）上的试验智能天通天线的 4 倍。90 年代中期，日本研制了半球形状的共形阵双贴片技术，有 600 个 T/R 组件协同工作。德国的 Gniss 等微贴片共形阵，并应用在数字波束形成领域。
描述电场极化信息。2.2.2 极化对阵列的影响图2.1 空间电磁信号传播示意图任意天线的极化都可以由相互正交的主极化和交叉极化组成，主极化方向是我们期望的天线极化方向，交叉极化分量越少代表天线的极化纯度越高。以偶极子天线为例，主极化方向与阵元轴线平行，交叉极化与方向轴线垂直。图 2.1 给出了空间电磁信号传播示意图，假设位于球坐标系原点的天线朝 , 方向辐射电磁波，那么电场矢量e 可由 φ 方向的分量和 θ 方向的分量组成。其中，φ 和 θ 分别为与传播方向垂直的方位向单位矢量和俯仰向单位矢量，且共同构成一组正交极化基。当电磁波照射到目标时
【参考文献】：
期刊论文
[1]共形阵机载火控雷达杂波建模与杂波抑制[J]. 段克清,谢文冲,王永良,张增辉. 系统工程与电子技术. 2011(08)
[2]机载预警雷达共形阵应用技术分析[J]. 叶杰,刘志慧. 现代雷达. 2009(07)
[3]相控阵机载雷达杂波抑制的时-空二维自适应滤波[J]. 保铮,廖桂生,吴仁彪,张玉洪,王永良. 电子学报. 1993(09)
博士论文
[1]共形相控阵天线分析综合技术与实验研究[D]. 赵菲.国防科学技术大学 2012
[2]机载雷达简易STAP方法及其应用[D]. 王彤.西安电子科技大学 2001
硕士论文
[1]共形阵列误差校正及DOA估计方法研究[D]. 张学敬.西安电子科技大学 2014
本文编号：3111568
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