等离子鞘环境下自适应阵列天线互耦校正技术的研究

发布时间：2021-10-21 18:31

　　航空器重返大气层时,由于高速飞行的原因会使航空器周围的气体因高温而产生电离,再入航空器周围会包裹一层“外套”——等离子体鞘套,等离子体鞘套对导航信号有着严重的影响,严重时会造成再入体与地面站或卫星之间的通信中断,这种通信中断的现象称为“黑障”。为了减弱“黑障”对信号的影响,国内外学者做了大量钻研,波束形成技术的发展为解决“黑障”问题提供了可行性。利用多个天线单元组成的阵列天线来提高信号的接收增益,使接收机能在更低能量及信噪比条件下工作。在波束形成技术的应用中,如何解决等离子鞘环境下互耦和多径的误差影响成为了本文的研究重点。本文在国家自然科学基金“等离子鞘对卫星导航信号的影响与波束形成抑制方法的研究”的支持下对以上提出的问题进行研究。对互耦矩阵的Toeplitz结构特性进行分析,即以对角呈带状对称分布,利用这种特殊的矩阵特点进行矩阵变换同时结合改进的前后向空间平滑算法,提出了一种在等离子鞘条件下消除互耦误差影响的DOA（波达方向）估计算法。该算法在互耦误差存在的条件下解决秩亏损对定位精度的影响,仅需一维搜索得到入射信号的DOA。本文的主要内容如下:首先,详细介绍了阵列天线的数学模型并分析... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作与章节安排
2 阵列信号处理基础
    2.1 阵列模型
        2.1.1 阵列信号模型
        2.1.2 阵列信号的DOA估计
    2.2 阵列互耦误差及校正
        2.2.1 阵列的互耦误差模型
        2.2.2 阵列互耦的校正
    2.3 相干信源的校正技术
        2.3.1 等离子鞘影响下的多径环境
        2.3.2 多径误差模型
        2.3.3 相干信源的DOA校正
    2.4 本章小结
3 等离子鞘环境下均匀线阵DOA估计及互耦校正
    3.1 联合多径误差DOA校正
    3.2 联合互耦误差DOA校正
    3.3 本章小结
4 数值仿真
    4.1 DOA估计性能评价参数和指标
    4.2 算法的空间谱比较
    4.3 测角精度的仿真
    4.4 成功概率的仿真
    4.5 估计精度的仿真
    4.6 本章小结
5 实验仿真
    5.1 Ansoft下的阵列模型
    5.2 不同等离子鞘浓度下的实验结果
    5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于碱金属辅助电离的等离子鞘套模拟方法[J]. 赵伟灼,李益文,魏小龙,肖良华,张百灵,李应红.  宇航学报. 2018(07)
[2]基于Z-FDTD的THz波与等离子体相互作用[J]. 伍习光,胡洋,王平,南琳.  强激光与粒子束. 2018(04)
[3]太赫兹波斜入射到磁化等离子体的数值研究[J]. 陈春梅,摆玉龙,张洁,杨阳,王娟.  强激光与粒子束. 2018(01)
[4]时空非均匀等离子体鞘套中太赫兹波的传播特性[J]. 陈伟,郭立新,李江挺,淡荔.  物理学报. 2017(08)
[5]弱电离高超声速流场对太赫兹波传播影响（英文）[J]. 田媛,韩一平,牛化恒,雷园.  红外与激光工程. 2015(12)
[6]Telemetry Channel Capacity Assessment for Reentry Vehicles in Plasma Sheath Environment[J]. 石磊,赵蕾,姚博,李小平.  Plasma Science and Technology. 2015(12)
[7]太赫兹波在非均匀等离子体鞘套中的传播特性[J]. 蒋金,陈长兴,汪成,陈婷,周天翔,凌云飞.  系统仿真学报. 2015(12)
[8]激波管等离子体中太赫兹波传输特性仿真与实验研究[J]. 马平,秦龙,石安华,赵青,陈伟军,黄洁.  红外与毫米波学报. 2014(04)
[9]一种阵列互耦矩阵与波达方向的级联估计方法[J]. 司伟建,吴迪,陈涛,吴娜.  电子与信息学报. 2014(07)



本文编号：3449509