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扇面内存在多个干扰时的波束图由该现象可推知 如果在波束旁瓣区

发布时间:2019-06-30 15:57 来源:未知 编辑:admin

  扇面内存在多个干扰时的波束图由该现象可推知 如果在波束旁瓣区域放置若干个干扰 可以降低对应 方位的波束响应 且干扰强度越大 该方位波束响应越小。因此 在旁瓣区域人为放置若干干扰 并设计好每个干扰的强度 可以控制波束旁瓣。每个干扰的强度可以采用迭代的 方法得到 果得到的该方位波束响应高于期望值则增加干

  扇面内存在多个干扰时的波束图由该现象可推知 如果在波束旁瓣区域放置若干个干扰 可以降低对应 方位的波束响应 且干扰强度越大 该方位波束响应越小。因此 在旁瓣区域人为放置若干干扰 并设计好每个干扰的强度 可以控制波束旁瓣。每个干扰的强度可以采用迭代的 方法得到 果得到的该方位波束响应高于期望值则增加干扰的强度以使该方向响应降低 反之 减少干扰强度 直到波束旁瓣满足设计要求。首先将观察视区。离散化 离散化的方位点记作谚 是方位点数。将视区。分为主瓣区域记作 与旁瓣区域记作 。由于我们只需要控制旁瓣幅度因此只在旁瓣区域放置干扰源 在主瓣区域不放置干扰源 或者主瓣内干扰源功率为 于是基阵数据协方差矩阵为 是对应的干扰源功率其中主瓣内干扰源功率为 所示数据协方差矩阵运用波束形成方法 可得到波束加权向量与对应的波束图。假设基阵接收的白噪声功率为吒 。在初始条件下将各干扰功率设值为 。期望波束不一定是等旁瓣即期望旁瓣幅度响应是方向的函数 表示则该方向期望幅度为‰ 。将第七次迭代中后曰方向的波束响应记作 假设该波束响应进行了归一化即波束主瓣最大响应为 大于期望幅度氏则增加该方向干扰功率 否则 降低该方向干扰功率 并且要满足功率不能为负数。干扰功率迭代公式为 是恒标量称为迭代增益 需要靠试凑法得到。值得注意的是 每次更新加权向量后 得到的波束主瓣宽度会发生变化 因此需要重新计算主瓣左右零点位置 更新 尬。综上所述旁瓣控制法的主要步骤为 利用常规波束图确定旁瓣区域。乩与主瓣区域。舭 将方位离散化 芳在旁瓣区域放置若干干扰源。 代入式计算数据协方差矩阵 并运用 波束形成方法计算加权向量与对应的波束响应 运用式更新干扰功率。重复 直到得到的波束满足设计要求 或者达到该设计问题所能达到的最佳值。例 法旁瓣波束图考虑一个 元标准线列阵 假设期望波束旁瓣为一 等旁瓣。 法在不同迭代次数时获得的波束图采用法设计旁瓣控制波束形成器 其中取盯 方位离散化问隔为 显示了在不同迭代次数时获得的波束图与对应的各方位干扰功率。图中可以看出随着迭代次数增加 获得的波束响应旁瓣幅度逐渐趋近于期望旁瓣。比较 法的性能。设置旁瓣为一等旁瓣。分别采用 显示了这两种方法得到的波束图其中 法迭代次数为 次。可见两种方法得到的波束图非常接近 几乎重合。南京邮电大学硕士研究生学位论文第 二章阵列天线方向图综合的基础 法比较例非理想阵列流形时 法波束图在实际应用中 由于阵元位置误差及通道幅相误差的影响 实际的阵列流形与理想阵列流形间存在误差 阵列流形误差将影响波束图形状。考虑阵元位置存在误差与阵元是各向异性的情况。对于例 所述阵形 假设该 坐标与理想位置的误差是均值为方差为 的高斯随机变量 并假设阵元位置能正确标定 如图 所示。图 阵元位置存在误差的阵形假设各阵元具有方向性 方向幅度响应为‘理想泣置。实际泣置南京邮电大学坝士研冤生学位论文第二苹阵歹 天线方向例综合的基础 由于法仅适用于各向同性阵元组成的均匀线列阵 阵元各向异性的情况下采用 方法只能忽略阵元位置误差与阵元方向性。而从 法的推导过程看 它对阵形与阵元方向性没有先验假设 可以适用于任意不一致性阵元组成的任意形状基阵。假设波束观察方向为 期望旁瓣为一等旁瓣 其他参数保持不变。图 法设计的波束图。图非理想阵列流形时波束图设计图中可见 得到的 法波束图旁瓣并不是等旁瓣 旁瓣较高。而 法波束旁瓣为一 非常接近于期望值一 。如果各阵元的幅相爱那个响应各向异性程度及阵元间的一致程度变得更坏 或者阵形为非均匀线列阵 法将失效 法仍适用这正是 法的优点。例 法非等旁瓣波束图设计 法还可以设计非等旁瓣波束图。假设波束观察方向为 。。期望旁瓣为 在主瓣左边一 。方向为 度的斜率上升右边旁瓣为一 左右两边期望旁瓣在南京邮电大学硕士研究生学位论文第二章阵列天线方向图综合的基础 。方向交汇。采用 得到的波束图如图实线所示。可见 设计出的波束图旁瓣与期望旁瓣比较接近。 法非等旁瓣波束图但是也有如下缺点 如果彭取值太少 使得收敛速度太慢 而如果茁太大 导致迭代收敛过程发生振荡 甚至可能不收敛。而且 期望旁瓣级不同 最佳的茁值差别非常大。可见 迭代增益彭难以选择是 法的一个主要缺点。而且 即使迭代增益芷选取恰当 最后也存在一定的收敛误差。此外 在某些情况下 法的波束加权向量范数也可能会较大 导致波束形成器稳健性较差。 南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章线阵的矩阵束算法 矩阵束算法 问题描述第三章线阵的矩阵束算法由于天线阵的重量受到限制 所以我们非常有必要研究含有较少阵元数的天线阵的阵列方向图。这样我们可以减少天线系统的费用和简化天线系统。本章集中考虑如何减少线性阵的阵元数。我们可以这样描述问题 设含有 的权重因子为波数。我们的目标就是合成出这样的天线阵 使它含有较 分别指的是这个阵元的激励和位置 指的是最小二乘法贝 。常见的解决这类问题的方法可以大致分为两类 均匀阵和非均匀阵的天线方向图综合。对于均匀距离的天线阵常用的有 方法。但是由于它针对只能是均匀间距的阵元所以与非均匀阵的方法相比它们需要很多的阵元数。第二类针对的是非均匀间距的天线阵。如 等。但它们也有一些缺点、这一类方法并不一定能达到全局优化 同时也比较耗时 、不太容易确定天线的阵元数。【 算法介绍我们考虑一个含有个阵元的天线阵。天线阵因子由 方程式是一个指数和的形式。问题就简化为用最少的指数去近似 。在信号处理中矩阵束算法常被用来处理指数的问题。【 可以表示为首先 其中采样点数为。因此有 其中。叩。由奈奎斯特采样定理可知 必须满足 个阵元的天线阵得满足 。换句话说就是个抽样点足够描述 元的均匀天线阵。令 可以构造如下的矩阵。参数 的选择必须满足 我们可以选择这样就可以得到最好的结果。 是矩阵的奇异值 。一般情况下对于阵元的天线阵本有 个非零奇异值。但是从很多研究来看 很多。时候奇异值的个数总是少于天线阵元数的 因此可以得到低阶的 】。令非主要的 奇异值 ‘南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章线阵的矩阵束算法为零 可以得到 可得随着天线数目 的增加 最小平方误差变少。当 最小平方误差变为零。最小天线数目可以这样得到 只要我们确定 就司以确定。当得到 行得到的。当得到后 每个阵元的位置可由下式得到 可以知道当可以被证明是复数。当然只有 』的实数有用的。大量的例子发现 的虚数部分对传统的宽带波束 波束和波束 比实数部分起的作用小。所以可以得到每个阵元的位置和激励为辞去

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