基于规则子阵的数字波束形成及旁瓣对消

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1、基于规则子阵的数字波束形成及旁瓣对消作者姓名王景梅导师姓名、职称曹运合副教授一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121123分类TN82号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于规则子阵的数字波束形成及旁瓣对消作者姓名：王景梅一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：曹运合副教授提交日期：2014年12月DigitalBeamformingandSidelobeCancellationBasedo

2、nRegularSubarrayAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinInformationandCommunicationEngineeringByWangJingmeiSupervisor:Prof.CaoYunheDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

3、果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以

4、公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要未来复杂、多变的海战环境要求舰载相控阵雷达在各种条件下自适应工作，使雷达与使用环境始终处于最佳的匹配状态。近几年来，数字波束形成的应用和实时自适应处理技术的发展使舰载相控阵雷达的自适应能力提高到一个新水平。数字波束形成是采用数字技术实现瞬时多波束，能够对干扰源自适应瞄零，有很强的自适应处理能力，并可获得超分辨率

5、和超低旁瓣性能。雷达系统中，如何使得阵列方向图的旁瓣得以有效地改善已经成为一个基本且十分关键的问题，对于规则数字子阵，可以利用在阵元上采用两种不同形式的加权方法来达到对和差波束的旁瓣进行同时抑制的效果，分别是用于降低和波束旁瓣的Taylor加权和用于降低差波束旁瓣的Bayliss加权。而针对共形面阵，也要整体考虑幅度加权的方法，但是由于共形阵列不再是均匀阵列，幅度加权时需要优化设计来达到低的副瓣，采用加权与目标方位和俯仰无关的权矢量来降低复杂度，且要尽量减少信噪比（SNR）的损失。随着雷达技术的发展以及现代海事战场需求的持续增加，自适应

6、旁瓣对消技术已成为雷达系统至关重要的部分，它是信号处理技术与天线技术相结合的产物，已成为抑制阵列天线旁瓣干扰的有效方法，在雷达中的应用也变得越来越广泛。在有源干扰存在的情况下，通常人们采用能够使得对消剩余输出最小的准则即最小均方准则（LMS），自适应地改变辅助天线的加权系数，使得干扰信号的输入功率达到最小，在方向图上具体表现为：在干扰信号的接收方向上形成空间零点，从而实现对旁瓣干扰的抑制。自适应阵列系统中，存在若干影响旁瓣对消系统性能的重要因素，诸如量化噪声、通道噪声、通道不一致性、目标回波信号、干扰带宽、天线之间的距离、不同的数字波束

7、形成方法等。而对于辅助通道的选取，包括辅助天线的数目选择，辅助天线的位置选择等，更是影响旁瓣对消性能的关键因素。本文基于数字波束形成的理论研究，采用一种新的权值优化方法来实现低副瓣的和差波束形成，并考虑单元方向图因素的影响，分析有向阵元对形成折面阵的和差波束方向图所造成的影响。另外基于自适应旁瓣对消的理论基础，对影响旁瓣干扰对消性能的几个重要因素进行仿真，包括干扰信号的带宽、天线之间的距离、不同辅助天线个数以及天线机械扫描对旁瓣对消性能造成的影响，给出仿真结果，并进行相应的分析。针对项目需求，对旁瓣对消系统的辅助通道的选取提出不同的方案

8、设计及对应的性能分析，建立仿真模型，根据性能分析结果优化辅助通道的选取。最后结合方案设计，对旁瓣对消系统的各个功能模块进行了详I西安电子科技大学硕士学位论文细介绍并结合其程序设计给出相应的实现流程。关键词：