天线阵波束资源实时分配算法的研究

发布时间：2021-12-12 04:51

　　本文的波束资源分配算法适用于能够实现全空域波束覆盖的天线阵,用于解决不同阵面波束覆盖空域重叠区域的波束发射阵面的选择问题。天线阵由多个平面天线阵拼接而成,每个阵面都有各自的波束覆盖空域,可以同时给多个不同方向的目标提供足够功率的波束。目标的运功轨迹已知,选取等间隔的时间节点,以各个时间节点的目标实时位置作为输入参数,在间隔时间内计算出阵面波束分配方案,实现天线阵波束资源的实时分配。本文通过目标实时空域判断、全局坐标与局部坐标变换和天线阵增益的快速估算等步骤快速计算出资源分配算法所需的波束资源参数。然后转化为背包问题这个数学模型,构建树形结构来描述问题的解空间。利用分治算法的思想,将问题拆分成多个独立的子问题,接着对各个子问题使用回溯算法,根据界定函数对树形结构进行剪枝,通过前序遍历和方案比对,在限制时间内计算出各个子问题最接近最优解的可行解,最后合并出的整个天线阵的波束分配方案。本文给出一个由十六个平面天线阵列拼接而成的多面阵模型及参数,并编程实现上述设计的计算过程。通过对多组不同特征目标算例的计算,显示了本文提出的算法在计算性能上的的优势。最后,本文给出两组已知目标运动轨迹的算例,通... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

球面阵模型结构图

学位论文 第一章 绪论3图 1.1 球面阵模型结构图 图 1.2 十六面阵列结构示意图张誉怀等人提出了一个可全空域波束覆盖的十六面多面并给出结构模型和相关参数如图1.2 所示[30]

图 1.3 64 单元有源球形相控阵天线 图 1.4 双频球形天线阵Kazeem.A 等人提出了了用于安全关键卫星导航的双频球形帽自适应天线阵如图 1.4 所示的设计和性能[32]。阵列由七个平面元件组成，齐平安装在球形帽架上。阵列中的每个元件在双频率下共振，采用自适应波束形成算法，验证了阵列的抗干扰能力和波束形成性能。结果表明，在连续系统可用性至关重要的情况下，天线具有很强的应用潜力。Baojun Niu 等人针对所需的全空间扫描特性，提出了一种由端射天线单元和上定向天线单元组成的大型共形天线阵[33]。为了有效地分析和合成具有混合布局的大规模共形天线阵，提出了一种基于泰勒分布的低旁瓣特性的改进孔径投影方法。该方法利用包含互耦信息的天线单元的有源方向图，以减小共形阵之间互耦引起的综合误差。为了提高大阵列在不同扫描方向上的综合效率，提出了一种天线单元的附加滤波策略。通过对共形阵的全波电磁计算，验证了该合成方法的有效性。宋斌等人通过机械运动与多面阵相结合的方法[34]。介绍了一种含有三个天线阵面的动中通天线，通过使用速度前馈补偿控制策略、同步控制策略和稳定控制策略等多阵面控制系统，

【参考文献】：
期刊论文
[1]多阵面天线运动控制的实现[J]. 宋斌,李波.  机械与电子. 2018(02)
[2]全空域多面阵天线性能分析与遮挡判决[J]. 潘点飞,程乃平,郝建华.  微波学报. 2014(03)
[3]一种全空域覆盖卫星通信多面相控阵天线[J]. 梁剑锋,胡国庆,韩国栋.  电子世界. 2013(23)
[4]共形球面阵的分析及其方向图综合[J]. 黄明华,姜兴,徐俊珺,秦冰.  微波学报. 2012(S3)
[5]全空域相控阵测控系统波束形成分析[J]. 吴海洲,王鹏毅,郭肃丽.  无线电工程. 2011(11)
[6]多波束形成技术在相控阵雷达中的应用[J]. 张光义.  现代雷达. 2007(08)

硕士论文
[1]多面天线阵列波束资源分配优化算法的研究[D]. 张誉怀.南京邮电大学 2016
[2]共形阵列天线的多波束赋形技术的研究[D]. 刘海川.西北工业大学 2007
[3]多维0-1背包问题的遗传算法研究[D]. 姚瑞枫.武汉科技大学 2003



本文编号：3536039