084173548徐朗超[开题报告110718131605]

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1、..开题报告题目均匀二维阵的波束形成方法研究指导教师蒋志迪学院宁波大学科技学院专业电子信息科学与技术班级08电信学生姓名徐朗超学号084173548开题日期2011.7.2一、选题的背景与意义我国自20世纪90年代初以来，为满足近海航道、大洋调查和国家经济专署区及大陆架勘测的需要，陆续从欧美等国家引进了大量的多波束测深系统(见表1)，这些多波束测深系统涵盖了深水、中深水和浅水等不同海域，我国多波束技术应用迎来了第一个高峰期。进入21世纪后，随着旧多波束测深系统的老化以及多波束新技术的推出，多波束测深系统的更新换代已经展开，高精度、高覆盖、高波束数的多波束系统在一些专

2、项中开始应用。在多波束测深系统的实际使用中，从事多波束测量的技术人员针对不同多波束测深系统所存在的问题进行了大量的研究工作，并出版了多波束技术专著，撰写了大量的论文。在这些应用型的研究成果中，关于多波束测深系统工作原理的关键技术——波束形成技术，要么是一个简单的比喻，要么是笼统大概的说明。本文试图在总结不同形式的波束形成原理的基础上，结合实际应用，阐述不同系统波束形成的模式，从而进一步理解多波束测深系统的工作原理。....阵列信号处理经过几十年的发展，已经取得了诸多研究成果。但在一些工程具体应用中仍有较多关键问题亟待解决。如天线阵列拓扑设计、微弱信号测向、波束形成、

3、互耦和通道误差校正等方面，在工程应用中的实现研究仍是难点。特别是利用星载平台对地面弱小信号目标进行侦测，面临着阵列单元数受限、可供布阵的区域形状和面积受限、最小单元半径受限、接收信号微弱、互耦和通道误差校正难度较大等不利条件，需要对星载阵列天线的阵列拓扑结构进行优化设计，结合阵列拓扑结构对微弱多信号测向和波束形成技术进行研究，对互耦和通道误差进行校正，以提高接收灵敏度和测向精度。并且对于大型阵列，全阵元的波束形成因为计算量的原因，已经越来越不能满足实时性的要求，因此，子阵级波束形成的研究受到了广泛的重视。而对于大型阵列，全阵元的波束形成因为计算量的原因，已经越来越不

4、能满足实时性的要求，因此，子阵级波束形成的研究受到了广泛的重视。为了有效地解决复杂工程优化问题，人们一直在不停地探索。多年来，通过对自然界的探索，人们认为自然界生物的某些行为是可以在计算机上模拟的优化过程。人们将这种生物行为的计算机模拟用于工程目的，提出了一些解决复杂工程优化问题的现代优化方法。一类是用计算机模拟人类智能行为的智能计算方法，包括模拟人类大脑处理模糊信息能力的模糊系统、模拟人类大脑神经元的连接关系的神经网络和模拟生物进化过程中“物竞天择，适者生存”这一自然规律的进化计算三个方面。其中进化计算已经突破了传统优化方法基于数值计算的确定性搜索模式，而是采取非

5、数值计算的概率性随机搜索模式，已经被广泛地应用于各个领域。进化计算又有分别模拟自然界生物进化不同方面的三条研究途径:遗传算法、进化策略和进化规划，其中以遗传算法(GAs)的研究最为深入、持久，应用也最为广泛。另一类是用计算机模仿生物的某种特性的仿生计算方法，如模拟生物免疫系统自我调节功能的人工免疫系统、模拟蚁群搜索食物过程的蚁群算法等。模拟自然界生物进化过程中“优胜劣汰”机制的遗传算法也属于仿生计算方法的范畴。我此次毕设主要研究的就是基于遗传算法的子阵级波束形成。遗传算法是模拟遗传行为的智能算法，研究基于遗传算法的子阵级波束形成，有利于提高子阵分割和波束形成的效率。

6、一、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1.实现遗传算法的波束形成....基于遗传算法的智能天线复合波束形成方法，它涉及的是移动通信天线技术领域。它解决了现有基于遗传算法的阵列波束形成方法，存在适应度函数式过于复杂，及对适应度函数中优化参数权值的选择非常敏感的问题。它的算法步骤为：第一步：计算出每个信号源的波达角；第二步：根据自适应阵元分配原则，把阵元划分成增强期望子阵列和抵消干扰子阵列；第三步：将增强期望子阵列的阵元和抵消干扰子阵列的阵元分别由各自的优化遗传算法形成各自波束赋形；而得到优化权值；第四步：对增强期望子阵列和抵消干扰子阵列两部分权卷积复合得到最终复合权；

7、第五步：计算得到优化的复合波束图。2..正确分析仿真结果和理论分析的差异天线阵列单元的互耦以及通道校正是实际系统中需要解决的一个重要问题。为了消除阵元间的互耦影响，国内外研究者提出了许多阵列有源校正算法和自校正算法。有些文献还提出了最小平方法和最大似然法等互耦校正方法，但它们均要求校正源的个数必须大于阵元个数。还有一种基于互耦矩阵稀疏性的有源校正算法，然而该方法仅利用了互耦矩阵的稀疏性，并没有利用某些规则阵列互耦矩阵的特殊结构，因此参数估计精度可进一步提高。我所参考的文献在均匀圆阵的基础上提出一种新的阵列互耦有源校正方法，算法根据校正源信号子空间的性质建立目标函