自适应数字波束形成

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1、自适应数字波束形成技术研究摘要：随着电子对抗技术的发展，雷达的抗干扰技术在信息战中起着越来越重要的作用。对于相控阵雷达来说，自适应数字波束形成对抗强的干扰比较有效，低副瓣对抗弱的干扰比较有效。低副瓣和自适应波束形成相结合是相控阵雷达非常好的抗干扰措施。本文利用唯相位的方法降低方向图的副瓣，在唯相位方法降低方向图副瓣的基础上研究自适应数字波束形成技术。利用该方法做出的接收波束方向图既可以有效克服强干扰，有可以有效克服副瓣干扰，为工程实践提供了一定的参考。关键词：唯相位；低副瓣；自适应波束形成；零陷；对角加载Beamforming

2、TechnologyresearchonlineararraysYANQiu-fei1,FANGuo-ping2,XUChao-yang2(1.JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003,China;2.The723InstituteofCSIC,Yangzhou225001,China)Abstract:Receivingtheexpectationsignalandrestrainthejamsignalisthemostimportanttaskfora

3、daptivebeamforming,allthisimplementbyadjusttheweightofthearrays.Adaptivenulltechnologyisveryimportantinanti-jamming,thiskeytechnologycanformingnullatunknownjamdirection,andwiththistechnologyradarcanworkatunknownjamenvironment.Ifthesampleisnotenoughinadaptivebeamform

4、ing,andtheestimateofnoisecovariancewillnotbesufficiency,thentheadaptivebeamfigurewilldistortion,inordertodealwiththisproblemwecanusediagonalloadingtechnology.Inadaptivebeamformingtechnology,adaptiveformingnullisourbasalpurpose;atthisbasekeeptheadaptivebeamfigureandq

5、uietbeamfigurenearlythesameisouranotherpurpose.Keyword:Adaptivebeamforming;null;diagonalloading;lowsidelobe0．引言9在相控阵雷达的信号处理中，数字波束形成是非常重要的。在接收波束中，数字波束形成的波束方向图设计比较灵活，即可以形成低副瓣的方向图，又可以生成多波束，也可以利用自适应算法在主波束对准目标的同时在干扰方向形成零点。数字波束形成方法即体现了雷达设计波束方向图的灵活性，也可以非常有效的对付综合性电子干扰，所以自适应

6、数字波束形成是一种非常有效的雷达抗干扰技术。在数字波束形成系统中我们往往要求波束图要有较低的副瓣，通常降低副瓣的方法有幅度加权，密度加权，和相位加权。其中不同的加权方式具有不同的低副瓣效果和不同的硬件复杂度。幅度加权就是在不同的阵因子上乘以不同的系数，这种加权方式实际上是对不同的阵元加上不同的电流激励，如果阵元数目较大，在工程实现上就要求有比较复杂的馈电系统，并且由于使用了功率衰减器，会降低主波束的增益。但是这种方式可以达到很好的降低副瓣的效果，它是在规定副瓣电平的情况下来设计最优的波束宽度。密度加权实际上是一种不均匀的布阵方

7、式，各个阵元的幅度都是相同的，不等间距的密度加权阵列在工程实现上比较复杂。相位加权的实现方式与前两者相比较简单、容易、且成本较低，但是在降低副瓣的效果上不是很好，本文在降低副瓣这个环节采用相位加权方式。在自适应数字波束形成过程中，往往因为快拍数较少而造成波形的严重失真，产生波形失真的主要原因是由于对噪声的估计不充分，其特征值比较分散。为了解决这个问题，我们可以采用对角加载的方法，对角加载的实质是人为的注入噪声，使噪声的特征值比较集中，这样做可以使自适应方向图比较接近静态方向图。在数字波束形成系统中，信号的信息必须以数字形式来表

8、示，由于信号的幅度和相位都要表示成复数形式。所以为了表示来自每一个接收通道的复信号，必须要用两个实数，一个表示复数的实部，一个表示复数的虚部，其过程如下：天线阵的N个接收单元对来自空间的信号和干扰进行空间采样，得到N个复信号；接收机将信号下边频到零中频，得到表示信号的虚部和实