阵列天线子阵划分设计和测向技术研究
天线阵列的多波束指向性调控研究
天线阵列的多波束指向性调控研究天线阵列是一种由若干天线组成的系统，通过合理的配置和控制，可以实现对电磁波的指向性调控。
多波束指向性调控是指在天线阵列系统中，同时向多个目标进行指向，以实现多目标的接收和发射功能。
本文将讨论天线阵列的多波束指向性调控的研究现状和发展趋势。
多波束指向性调控技术在通信、雷达、无线电频谱监测等领域具有广泛的应用。
通过合理配置和控制天线阵列中的每个天线元素，可以实现对电磁波在空间中的传播方向进行精确控制。
这使得多波束指向性调控成为了提高通信质量、增强雷达探测能力和改善无线电频谱利用率的重要技术手段。
在天线阵列的多波束指向性调控研究中，主要存在几个关键问题需要解决。
首先是天线元素的布局和排列问题。
天线元素之间的间距和相对位置会影响到多波束指向性的调控效果。
当前的研究工作主要集中在寻找最佳的天线阵列结构和天线元素布局，以提高多波束指向性调控的性能。
其次是多波束权值的优化问题。
天线阵列中的每个天线元素都可以独立调节其放大增益和相位，相当于给每个波束分配一个权重。
合理分配权重可以实现对不同目标的精确指向，提高系统的接收和发射性能。
目前研究者们主要通过优化算法和信号处理技术来求解多波束权值的最优解，以实现更好的指向性调控效果。
另一个需要解决的问题是天线阵列中波束之间的干扰问题。
在多波束指向性调控中，波束之间的相互干扰会影响到系统的性能。
因此，研究者们需要设计合适的波束间隔和调制技术，以最小化波束之间的干扰，并提高系统的抗干扰能力。
此外，多波束指向性调控还面临着实时性和可行性问题。
在实际应用中，系统需要快速地对波束进行配置和调节，以满足不同的通信需求。
因此，在研究过程中，也需要关注实时性和可行性方面的问题，开发出高效和可靠的多波束指向性调控算法和系统。
随着无线通信和雷达技术的发展，天线阵列的多波束指向性调控研究将会得到更广泛的应用。
未来的研究方向可能包括更高频率的天线阵列设计、更精确的波束调控算法以及更快速的实时配置技术等。
超短波宽带全向天线与抗干扰阵列研究
超短波宽带全向天线与抗干扰阵列研究超短波宽带全向天线与抗干扰阵列研究随着现代通信技术的持续发展，人们对无线通信的需求也越来越高。
而天线作为无线通信系统的重要组成部分，其性能的提升对于整个通信系统的工作效果和用户体验具有重要影响。
本文将重点介绍超短波宽带全向天线与抗干扰阵列的研究。
超短波宽带全向天线是一种能够在大范围频率内进行全向辐射和接收的天线，其带宽一般定义为频率范围内的工作频率段。
通常情况下，超短波宽带全向天线的带宽越宽，其信号接收和发射的范围也就越大。
因此，在设计超短波宽带全向天线时，需要考虑天线的结构和材料，以实现宽带特性。
超短波宽带全向天线设计的关键问题之一是频率选择。
根据实际应用需求，需要选择在何种频率范围内进行通信。
一般情况下，超短波宽带全向天线的工作频率通常为几百兆赫兹到几千兆赫兹。
选择适当的工作频率范围，能够在保证通信质量的前提下，增加通信传输的距离。
超短波宽带全向天线的设计还需要考虑到对抗干扰的能力。
随着无线通信设备的普及，通信信号的干扰问题越来越突出。
因此，如何降低干扰并提高抗干扰能力成为一个重要的研究方向。
对于超短波宽带全向天线而言，抗干扰的研究可以从两个方面进行考虑。
一方面，可以通过改变天线结构、选用合适的材料和优化接收机设计等方式来提高天线的敏感度，降低对外界干扰的敏感度。
另一方面，还可以利用数字信号处理技术进行干扰抑制，通过算法的优化来抵消外界干扰信号。
为了更好地解决通信信号的干扰问题，研究人员提出了抗干扰阵列的概念。
抗干扰阵列是通过将多个天线组合起来共同工作，以增加整个通信系统的抗干扰能力。
抗干扰阵列的设计需要考虑天线的位置、天线之间的幅度和相位差等因素。
传统的抗干扰阵列设计方法通常采用线性阵列结构，即将多个天线按照一条直线排列。
然而，线性阵列结构在抗干扰能力上存在一定的局限性。
因此，研究人员提出了非线性阵列结构的设计方法，以进一步提高抗干扰性能。
总结来说，超短波宽带全向天线与抗干扰阵列的研究在提高无线通信系统性能方面起到了重要的作用。
FDTD在天线计算中的应用及一种新型天线阵列的设计
Ｔｈｅ ｎｅｗ ｂａｌｕｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｎｅｗ ｍｉｃｒｏ··ｓｔｒｉｐ ｑｕａｓｉ－－ｙａｇｉ ａｎｔｅｎｎａ
的ｍ １６ＧＨｚ ｔｏ ２４ＧＨｚ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｓ ３７％，ａｂｓｏｌｕｔｅ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｉｓ ７ＧＨｚ． Ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ ｇａｉｎ ｉｓ ５ｄＢ。Ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ ａｒｒａｙ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｂａｌｕｎ ａｎｔｅｎｎａ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｔ－ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｄｉｖｉｄｅｒ ｆｏｒ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ ｇａｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｇａｉｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ９ｄＢ． Ｓｏ，ｔｈｅ ｎｅｗ ａｎｔｅｎｎａ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｉｎｃｌｕｄｅ ｙａｇｉ ａｎｔｅｎｎａ ａｎｄ ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒｉｐ ａｎｔｅｎｎａ，
下限频率，通常所说的频率无关天线，是指龙力：≥ｌｏ的超宽带天线。
２、旋转对称结构的宽带振子天线 圆柱形偶极或单极天线，通过加粗阵子直径，可以展宽阻抗带宽。但由于圆 柱天线的特性阻抗沿其轴南是变化的，墨此当电流波由馈电点沿振子轴向传播时， 就会因特性阻抗的改变丽引起反射，因而阻抗带宽的改变也是有限度的。 ３、宽带行波天线 凡电流或电压分布可用一个或多个沿同一方向传播的行波来表示的天线都可
卫星天线阵列、波束指向等技术
卫星天线阵列、波束指向等技术1.引言1.1 概述卫星通信技术作为现代通信领域中的重要组成部分，扮演着连接全球的桥梁。
而卫星天线阵列和波束指向作为卫星通信系统中的重要技术手段，具有极高的实用价值和广泛的应用领域。
卫星天线阵列技术是指将多个单个天线组合在一起形成一个整体，以实现多种功能和特性。
通过对天线之间的排列方式和相位控制，卫星天线阵列系统能够实现波束的聚焦和指向，从而提高通信质量、增加传输速率和扩大覆盖范围。
同时，卫星天线阵列技术还具备天线重构和自适应调整等优势，能够适应不同通信环境下的需求。
而波束指向技术则是卫星通信系统中的一项关键技术，它通过调整天线阵列中各个天线元件的相位以及振幅，将发射功率在特定方向上进行集中发送或接收信号。
这样一来，不仅能够有效增强信号传输的目标性和方向性，还可减小无意的能量辐射，提高通信系统对目标区域的覆盖和通信效率。
因此，在卫星通信领域，卫星天线阵列和波束指向技术是关乎通信质量、系统性能以及覆盖范围的关键因素。
无论是在卫星通信、卫星雷达、卫星导航还是遥感探测等领域，这两项技术都发挥着重要作用。
同时，随着科技的不断发展和进步，卫星天线阵列和波束指向技术也在不断创新和完善，为未来的卫星通信提供更好的技术支持和保障。
因此，本文将对卫星天线阵列技术和波束指向技术的定义、原理、应用领域等进行深入探讨和分析。
通过对这两项关键技术的全面了解，我们可以更好地认识到它们在卫星通信系统中的重要性和作用，并为未来的卫星通信技术发展提供一定的参考和展望。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将分为三个主要部分，分别是引言、正文和结论。
下面对每个部分的内容进行简要介绍：引言部分将对卫星天线阵列和波束指向技术进行概述，介绍它们的定义、原理以及应用领域。
同时，引言部分还将说明本文的目的，即通过对这两项技术的深入研究和分析，探讨它们在未来的发展方向。
正文部分将分为两个章节，分别是卫星天线阵列技术章节和波束指向技术章节。
阵列天线方向图综合算法及其优化研究
I
阵列天线方向图综合算法及其优化研究
ABSTRACT
With the continuous development of the modern military technology, conformal array antenna, which has the same shape with the carrier, is drawing more and more attention. Pattern synthesis of array antenna is one of the most essential conformal antenna techniques. It is true that classical methods have been sound and practical. However, most of them employ the linear array, the planar array and the circular array, rather than the conformal array. Therefore, my subject is on the pattern synthesis technology and applying intelligent algorithms in pattern optimization of array antenna. Lagrange multipliers method, ant colony algorithm, particle swarm optimization are studied to solve the problems concerning the pattern synthesis of the linear array antenna, the planar array antenna and the conformal array antenna. First of all, based on the definition of space coordinate system and its symbols, the pattern synthesis algorithm is deduced with Lagrange multipliers method to maximize the directivity of antenna array. This method is used in the pattern synthesis of the linear array with 8, 16 elements and the planar array with 8×8, 12×12 elements. The simulation results show that the main lobe of the antenna array accurately points to the expectant direction. And on the same side lobe level, the beamwidth between first nulls in my proposal is close to that in Chebyshev synthesis, but the designed side lobe level is a bit higher. Secondly, based on the outline constructional and the technical parameters of mini-satellite, we designed a conformal antenna arrays, and used Lagrange multipliers method to carry out its pattern synthesis. The simulation results demonstrate that this method can accurately control the direction of the main lobe of the antenna arrays on mini-satellite. Finally, the Niche Ant Colony Algorithm (NACA), the Chaos Ant Swarm (CAS) and the Linear Decreasing Weight Particle Swarm Optimization (LDW-PSO) are used to optimize the side-lobe level, for the issue of high level of side lobe in Lagrange multipliers method. This thesis discusses the NACA and CAS algorithm, and applies them to optimize the pattern of linear antenna array with 8 and 16 elements. Comparing the result with that of Chebyshev synthesis, we can see that: when the side lobe level is suppressed, the width of the main lobe is close to that in Chebyshev synthesis. LDW-PSO is also used to optimize the pattern of linear antenna array with 8 elements, as well as the previous conformal array. The simulation results illustrate that the side lobe level can be suppressed. Key Words: array antenna, pattern synthesis, Lagrange multipliers, ant colony algorithm, PSO
有源相控阵天线子阵划分对旁瓣匿影性能影响
第 21 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.21，No.9Sept.，2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology有源相控阵天线子阵划分对旁瓣匿影性能影响张广磊，陈峰峰*，单姣龙，莫修辞(中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，江苏无锡214063)摘要：由于缺少旁瓣匿影性能评估的统一标准，子阵划分对旁瓣匿影性能影响研究较少。
对此，本文提出旁瓣匿影性能评估参量——旁瓣匿影率，其本质是计算满足旁瓣匿影要求区域占整个方向图区域的比例。
其中保护通道直接利用子阵级数据通过加权非相参积累方式构建，可实现保护通道的自适应干扰抑制，支撑干扰条件下的自适应旁瓣匿影。
实验表明，子阵划分非均匀性越强，子阵数越多，扫描角越小，有源相控阵天线的旁瓣匿影率越高，旁瓣匿影性能越好。
关键词：子阵划分；保护通道；旁瓣匿影率；方向图中图分类号：TN911.7 文献标志码：A doi：10.11805/TKYDA2021290Influence of subarray partition of active phased array antenna on side-lobeblanking performanceZHANG Guanglei，CHEN Fengfeng*，SHAN Jiaolong，MO Xiuci(Leihua Electronic Technology Research Institute，AVIC，Wuxi Jiangsu 214063，China)AbstractAbstract：：Due to lack of a unified standard for performance evaluation of side-lobe blanking, there are few studies on the effect of subarray partition on the side-lobe blanking performance. Theperformance evaluation parameter of side-lobe blanking—side-lobe blanking ratio is put forward, whoseessence is to calculate the proportion of the area satisfying the requirement of the side-lobe blanking inthe whole pattern region. The guard channel is constructed by weighted non-phase-coherentaccumulation of subarray data directly, which can realize adaptive interference suppression and supportthe adaptive side-lobe blanking under the interference condition. The simulation results show that thestronger the non-uniformity of subarray partition, the larger the number of the subarray; the smaller thescanning angle, the higher the side-lobe blanking ratio and the better the side-lobe blankingperformance of the active phased array antenna.KeywordsKeywords：：subarray partition；guard channel；side-lobe blanking ratio；pattern旁瓣匿影通过比较主通道与保护通道检测目标的功率，剔除从旁瓣进入的干扰信号。
低副瓣模组化阵列天线的方向图综合研究开题报告
低副瓣模组化阵列天线的方向图综合研究开题报告一、研究背景及意义随着无线通信技术的不断发展和普及，无线通信系统对天线性能的要求越来越高。
在天线性能方面，方向图是评价天线性能的一个重要指标。
常规的天线设计都是基于单独某一频段或带宽。
但是实际应用中，通信需求却是多频段、宽带、复杂环境下的。
因此，设计一种能够在多频段内提高天线方向图性能的天线解决方案成为了一个重要的研究方向。
在众多天线中，阵列天线是应用最广泛的一种，其采用阵列阻抗调配、相控阵等技术实现指定方向增益最大化，成为工业界和学术界的研究热点之一。
近年来，随着对天线设计的需求不断提高，低副瓣模组化阵列天线设计也逐渐成为研究热点。
低副瓣模组化阵列天线可以有效降低天线副瓣水平，提高天线指向性，减少桥接等无线网络应用中的多路径干扰，提高通信质量。
因此，对低副瓣模组化阵列天线的方向图进行综合研究，对于指导未来天线设计和无线通信应用具有重要的意义。
二、研究目的及内容本文的研究目的是针对低副瓣模组化阵列天线，综合研究其方向图，旨在探究提高天线指向性和降低副瓣水平的关键技术，并评价其性能表现。
本文的具体研究内容包括以下几个方面：1. 低副瓣模组化阵列天线的基本原理及设计。
2. 低副瓣模组化阵列天线的方向图设计与优化方法。
3. 低副瓣模组化阵列天线在多频段下的方向图性能表现评价。
4. 低副瓣模组化阵列天线在多路径干扰条件下的性能分析。
三、研究方法本文将采用以下方法进行研究：1. 理论探究。
通过查阅文献和国内外相关资料，探讨低副瓣模组化阵列天线的基本原理、方向图和设计方法。
2. 数值仿真。
采用天线仿真软件对低副瓣模组化阵列天线进行建模、仿真和优化，得出其方向图性能曲线和优化结果。
3. 实验验证。
基于仿真结果，设计低副瓣模组化阵列天线的样品，进行实验并评估其性能表现。
四、论文结构安排本文拟按以下顺序进行分析和阐述：第一章绪论介绍研究背景、意义、目的、内容、方法以及论文的结构安排等。
阵列天线DOA估计算法的研究与改进的开题报告
阵列天线DOA估计算法的研究与改进的开题报告一、选题的背景与意义随着无线通信技术的不断发展，阵列天线作为一种重要的信号处理技术，已广泛应用于雷达、通信、无线定位、信号处理等领域。
阵列天线能够利用空间多样性（空间选择性）来增强信号接收质量，实现多目标检测、参数估计、信号分离、信道估计等功能。
因此，阵列天线的DOA（方向角估计）是一个十分重要的问题。
DOA估计的精度直接决定了阵列天线信号处理能力的好坏，对于信号处理算法的设计和实现具有重要意义。
本文将研究DOA估计算法的研究与改进，探索阵列天线DOA估计的改进和优化。
二、研究内容及方法1.研究DOA估计的基本理论和方法，包括传统的Beamforming方法、ESPRIT算法、MUSIC算法以及其他一些现代DOA算法等。
2.对传统的Beamforming方法、ESPRIT算法、MUSIC算法等进行评估和比较，分析其优缺点及适用范围。
3.针对传统算法中的不足，提出改进方法，例如采用自适应信号处理技术，对非平稳信号进行自适应处理。
4.通过MATLAB软件模拟实验的方式进行仿真分析，验证改进算法的可行性和有效性。
三、预期研究结果1.深入研究阵列天线DOA估计的基础理论和方法，深刻理解信号处理的基本原理，提高对DOA算法的理解和应用能力。
2.评估传统算法的优缺点，提出改进方法，提高DOA算法的性能和效率。
3.验证改进算法的可行性和有效性，为阵列天线DOA估计提供一种新的优化算法，为实际应用提供更好的解决方案。
四、拟定进度计划第一周：阅读相关论文，了解阵列天线DOA估计的基本原理和方法。
第二周：深入研究传统的Beamforming方法、ESPRIT算法、MUSIC 算法等算法，对其进行评估和比较。
第三周：探索改进传统算法的方法，例如采用自适应信号处理技术等方法。
第四周：设计算法模型，开展MATLAB仿真实验，验证改进算法的可行性和有效性。
第五周：分析实验结果，撰写论文。
天线子阵划分的OSTBC特征波束形成技术
Ｓ ｕ ｙ ｏ ＴＢＣ ｎｄ ｅ ｇ ｎ ｂ ａ ｆ ｒ ｉ ｔ ｔ ｄ ｆ ＯＳ ａ ｉ ｅ — ｅ ｍ ｏ ｍ ｎｇ ｗｉｈ
ａ ｅ ａ ａ ｒ ｙ ｇ ｏ ｐｓ ｎｔ ｎｎ ｒ ａ ｒ ｕ
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２０ ０ ８年 １ ２月
西安电子科技大学学报 （ 自然 科学 版 ）
Ｊ０ＵＲ ＮＡＬ ０Ｆ ＸＩ Ｉ Ｄ ＡＮ ＵＮＩ ＶＥＲ Ｓ ＴＹ Ｉ
Ｄｅ ． ０ ８ ｃ２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０
第３卷 ５
第 ６期
Ｖｏ ＿ ５ ＮＯ ６ ｌ３ ．
天 线 子 阵划 分 的 ＯＳ ＴＢＣ特 征 波 束 形 成 技 术
ｓ ｉ ｆ ｈ ｏ ｔａ ｉｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｆａ ｔ ｎ ａ ｅｅ ｎ ｐ ｃｎ ． Ｔｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ｓ ｈ ｍｅ ｃ ｍｂ ｎ ｓｓ ａ ｉｌ ｐ ｔ ｏ ｅ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃ ｉ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｏ ｎ ｅ ｎ ｌｍｅ ｔｓ ａ ｉ ｇ ｅ ｔ ｖ ｅｐｏ ｏ ｅ ｃ ｅ ｏ ｉｅ ｐ ｔ ａ ｍｕ ｔｐ ｅ ｉ ｇ ｗｉ ｅ ｍ ｆ ｒ ｎ ｆｓ ａ ｅ ｔ ｌ ｃ ｏ ｉ ｇ，ｗｈ ｃ ａ ｈ ｄ ａ ｔｇ ｓｏ ｏ ｈ ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ． ｌｉ ｌｘ ｎ ｔ ｂ ａ ｏ ｍｉ ｇ ｏ ｐ ｃ — ｉ ｂ ｏ ｋ ｃ ｄ ｎ ｈ ｍｅ ｉｈ ｈ ｓ ｔ ｅａ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｂ ｔ ｅ ｈ ｉ ｕ ｓ Ｔｈ ｉ ｅ ｓｔ ｇ ｉ ｉ ｃ ｉｖ ｄ ｙ ｅ ｍｆ ｒ ｉｇ， ａ ｄ ｈ ｍｕ ｔ ｌｘ ｎ ｇ ｉ ｂ ｓ ａ ｉｌ ｅ ｄｖ ｒ ｉ ｙ ａｎ ｓ ａ ｈ ｅ ｅ ｂ ｂ ａ ｏ ｍ ｎ ｎ ｔ ｅ ｌｉ ｅ ｉ ｇ ａ ｎ ｙ ｐ ｔ ｍｕ ｔ ｌｘ ｎ ｐ ａ ｌｉ ｅ ｉ ｇ ｐ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔａ ｔ ｎ ａａ ｒ ｙ ｇ ｏ ｐ ．Ｔｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｆｔ ｅ ｓｎ ｌ ｃ ｏ ｄｎ ｏ ｄ ｆ ｒ ｎ ｎ ｅ ｎ ｒ ａ ｒ ｕ ｓ ｆ ｅｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｌ ｓｓ ｎ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ｏ ｈ ｉｇ ｅ ｏ ｓ ａ ｔ ｎ ｒ ａ ｒ ｈ ｗｎ ｔ ｅ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｏ ｈ ｎ ｅ ａ ａ ｒ ｙ ａ ｅ ｓ ｏ ｏ ｂ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｔ ｅ ＤＯＡ ａ ｄ ＡＳ Ｈｏ ｖ ｒ ｈ ｌｉｌ ｎ ｅ ｎ ｒ ａ ｓ ｎ ． ｗｅ ｅ ，ｔ ｅ ｍｕ ｔ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ａ ｒ ｙ ｉ ｐ
分形单极子阵列UWB定位信标天线设计
分形单极子阵列UWB定位信标天线设计*Design of the fractal monopole array UWB positioning beacon antenna林 斌（厦门大学嘉庚学院 信息科学与技术学院，福建 漳州 363105）摘 要：本文针对UWB室内定位技术对定位信标天线的性能要求，将微带单极子天线与切角分形结构相结合作为阵元天线，使用直线阵列排布方式组阵，使用渐变反射板进一步提高了天线辐射的方向性，成功设计了一款分形单极子阵列UWB定位信标天线。
实际测试的结果表明，该款天线能够超宽带工作并稳定辐射，能够完全覆盖UWB通信频段，辐射方向性较好，能够与定位信标共形。
关键词：天线；UWB；定位信标；分形单极子；直线阵列天线；渐变反射板室内定位技术是一种楼宇室内环境下的高精度定位技术，依靠无线通信和定位信标可实现对室内人员和物体的实时追踪定位，在工业4.0/智慧工厂、无人值守展览与售货系统、现代仓储物流、重要人员与设备管控、楼宇内智能导航、医院智能导医等领域得到了越来越多的应用[1-2]。
超宽带（UWB）定位技术有着优异的定位准确性，能够有效穿透室内外的墙体，能够避免多径传输对定位精度的影响，在室内环境下可以实现物品级别的定位精度和毫米级别的准确测距。
2019年9月，美国苹果公司发布的iPhone11手机已集成超宽带芯片，超宽带定位技术已成为室内定位领域的主流技术。
超宽带通信的频段为（3.1～10.6）GHz，超宽带定位信标天线需要能够超宽带工作并稳定辐射，能够完全覆盖超宽带通信频段，辐射方向性较好，电面方向图和磁面方向图都具有较小的波瓣宽度，较好的副瓣和后瓣抑制，天线尺寸较小，能够与定位信标共形[3-4]。
1 切角分形结构和微带单极子天线简介切角分形结构是一种全新的面式分形结构，它的迭代过程如图1所示。
切角分形结构的初始结构是正四边形，将其划分为4行4列共16个小正四边形，将位于边角的4个小正四边形沿着对角线切割掉一半，剩下4个直角三角形和12个小正四边形，可以得到1阶切角分形结构。
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西安电子科技大学硕士学位论文阵列天线子阵划分设计和测向技术研究姓名：张静申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：廖桂生20090101摘要摘要单脉冲和差测角和子空间类信号角度（ＤｏＡ）估计分别针对单目标和多目标情况，单脉冲测角技术应用的关键是产生满足要求的和、差波束，基于子空间的超分辨ＤｏＡ估计方法应用的关键是克服实际中非理想条件带来的算法性能下降甚至失效的难题。针对基于子阵合成的和差波束测角方法，开展了为逼近给定和差波束的最优子阵划分及各级（阵元级和子阵级）权矢量优化的研究；针对子空间类超分辨测角方法，展开了强弱信号并存、阵列误差存在和信源数目未知下的稳健处理的研究。主要创新工作如下：１．针对基于子阵合成的和差波束测角方法，为提高差波束性能，提出子阵级存在和、差两套加权的和差波束形成框架，原有框架（阵元级加权产生和波束，子阵级产生差波束）为其子阵级和加权取全１矢量时的特例。将阵元级加权、子阵级差波束加权和子阵级和波束加权统一优化以使权值逼近误差最小、和差方向图畸变最小或和差波束满足某一／些条件。２。针对子阵级最优和差波束形成，提出了一种权值逼近下基于聚类的子阵划分与各级加权优化方法。以权值逼近误差作为代价函数，引入聚类思想，根据阵元
和子阵间距离（算法所定义）调整其所属子阵，实现子阵划分迭代优化，克服了已有迭代类算法不能应用于平面阵的缺点。并且为算法提供初始划分而提出的等间隔和最大距离划分这两种单步划分的方法，也可以独立使用。在子阵划分给定下，针对Ｔａｙｌｏｒ／Ｂｙｌｉｓｓ等加窗和差波束低副瓣的实现，利用对数变换，将非凸优化转化为凸优化问题，一次优化求解同时获得阵元级与和、差子阵级加权，优化所得子阵级加权与参考阵元级加权决定阵元与子阵间距离。可加入对阵元级最大衰减的约束而不影响问题凸性，可通过简单的交替优化可以实现阵元级量化衰减。仿真表明了子阵划分优化前后逼近误差降低和、差波束副瓣电平的降低。３．针对子阵级最优和差波束形成，提出了一种方向图综合下子阵划分给定的和、差加权优化方法，以副瓣电平为约束，和、差波束主瓣畸变为目标函数，利用优化问题在阵元级加权和子阵级加权任意一个确定下为另一变量的凸函数的性质，利用已有优化工具箱，交替优化求得两级加权。该方法能够实现和、差方向图任意副瓣包络控制，相比于已有算法仪能实现差方向图零点处斜率控制，可以实现包括差和比斜率、差和比幅度线性度和和差比相位响应在内的整个差和比特性的控制。４．针对空间谱估计中强功率信号导致其附近弱信号谱峰偏移甚至被覆盖的问题，提出了基于噪声子空间扩充和功率归一的两种弱信号估计方法。基于噪声子空Ｉｌ摘要间扩充的方法将强信号导向矢量直接纳入噪声子空间，消除强信号谱峰；功率归一的方法遵循强信号受到大衰减，弱信号受到小衰减或不衰减的原则，以接收数据协方差矩阵的特征矢量作为变换矩阵，再对其各通道输出信号各自功率归一。相比于ＭｕｓＩｃ，两种算法均提高了弱信号的可检测概率和角度估计精度；相比于已有强弱信号下弱信号ＤｏＡ估计方法，基于噪声子空间扩充的方法，仪需强信号数目，减小了运算量（该方法运算量与常规ＭｕｓＩｃ方法相当），基于功率归一的方法，则无需强信号的任何信息。５．针对阵列互耦误差存在下ＤｏＡ估计提出了一种基于ＥＳＰＲＩＴ的均匀线阵ＤＯＡ及互耦参数估计方法，算法利用了均匀线阵互耦矩阵的特点，在阵列中找出互耦结构相同的两个子阵，利用ＥＳＰＲＩＴ方法得到角度估计，再从最小方差（Ｌｓ．ＬｅａｓｔＳｑｕａｒｅ）拟合出发获得互耦参数的估计。算法无需迭代，运算量小且不存在收敛性问题，仿真表明其对通道幅相误差具有一定的稳健性。６．针对信源数未知下ＤＯＡ估计提出了一种基于ＭＵＳＩＣ的ＤＯＡ与信源联合估计方法。基于ＭＵＳＩＣ谱在信源数过估计下出现伪峰的特点，利用真实信号导向矢量与其对应噪声子空间正交的性质，建立判别函数剔除伪峰角度，从而得到真实信号数目和ＤＯＡ的估计。这是一种无需阵元数已知的ＤＯＡ估计方法，也是一种借助于ＤＯＡ估计的信源数估计方法。仿真表明其对白噪声之外的通道功率不一致色噪声的信源估计的有效性。
关键字：子阵划分和差波束低副瓣聚类分析ＤｏＡ估计强弱信号阵列误差互耦矩阵信源数估计ＡＢＳＴＲＡＣＴＩＩｌ
ＡＢＳＴＲＡＣＴＭｏｎｏｐｕｌｓｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆａｒｒｉＶａｌ（ＤｏＡ）ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｓｕｂｓｐａｃｅ
ａｒｅ觚ｏｔｅｃｈｉｑｕｅｓｆｏｒ
ｏｎｅ—ｓｏｕｒｃｅｌｏｃａｔｉｏｎａＩｌｄｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｓｏｕｒｃｅｌｏｃａｔｉｏｎ
ｒｃｓｐｅｃｔｉＶｅｌｙ．
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