一、Implementation of broadband low-sidelobe beamforming in time domain（论文文献综述）
冯雅栋[1]（2021）在《宽带相控阵稳健波束形成与干扰抑制算法研究》文中提出宽带波束形成与干扰抑制技术在相控阵雷达研究中具有举足轻重的地位。非理想因素会导致传统的宽带波束形成与干扰抑制算法性能急剧下降。引入合理有效的稳健设计可以极大地提高算法的稳健性。本文围绕相控阵雷达接收宽带信号,对宽带稳健波束形成与干扰抑制技术进行了研究。主要研究工作如下:1、介绍了线阵的窄带信号模型和宽带信号模型。详细阐述了宽带波束形成的原理。2、基于数据独立的宽带稳健设计有两类,分别是基于空频结构的波束赋形算法和基于空时结构的波束赋形算法。传统的波束赋形算法通过建立凸优化问题,在其约束条件里设置主瓣位置和形状,旁瓣电平大小,然后利用凸优化求解工具求出权矢量,实现波束赋形。在干扰快速移动且已知干扰所在空域范围的背景下,在约束条件中引入宽零陷约束,还可以增加算法对抗此类干扰的能力。本论文基于WORD算法和频移不变性的空时自适应波束形成算法,提出了一种新的宽带波束赋形算法。此算法对比凸优化波束赋形算法的优势在于具有解析解,并且计算量更小。通过仿真对这几种算法的性能进行了研究。3、当干扰信号的角度未知,研究了多种自适应宽带稳健波束形成与干扰抑制技术,并且仿真分析了各种非理想因素对自适应稳健算法的影响。其中的自适应算法包括:传统的空时LCMV算法,对角加载算法,两种最差性能最优化算法,两种导向矢量估计算法。非理想因素有:期望信号角度误差,阵列幅度误差,阵列相位误差,阵列阵元位置误差。4、期望信号信息存在于协方差矩阵中时,自适应波束形成算法性能急剧下降,而某些场景中是不能直接在接收数据中获得只包含干扰信号的协方差矩阵。针对这一问题,对几种以协方差矩阵重构为基础的,稳健波束形成和干扰抑制算法进行了探索。使用的重构方法除了简单的协方差矩阵重构算法外,还有以时频分析或不确定集为基础的该类算法。在后面的仿真研究阶段,对不同负面因素下,通过协方差矩阵重构实现宽带稳健算法进行了研究。
秦伟[2]（2021）在《高速移动场景下5G链路级增强技术研究》文中研究表明第五代移动通信（5G）系统承诺为用户提供大容量、低时延和超高可靠的通信服务,然而在高速铁路、商用航空等高速移动场景下,5G给人们带来的实际体验却差强人意。究其原因,主要是由于通信终端或散射体高速移动所致的多普勒问题易造成严重的时间选择性衰落,进而恶化系统的误码性能并降低通信容量。针对以上问题,本文通过研究高速移动场景中的5G链路级增强技术,提出对抗多普勒扩展的有效方案以显着提升时变信道的通信质量。首先,设计了基于滤波正交频分复用（Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplex,F-OFDM）系统的并行干扰消除（Parallel Interference Cancellation,PIC）算法。在高速移动场景中,受多普勒扩展的影响,F-OFDM系统中的子载波正交性被严重破坏。针对复杂的载波间干扰问题,本文提出时分PIC-F-OFDM方案,即通过时域分集在发送端对两路分支信号做互逆的傅里叶变换处理,接收端利用傅里叶变换的对偶性对信号进行对齐,通过等增益合并增强有用信号且抑制干扰信号。仿真结果表明,相比于传统的干扰自消除算法,本文所提PIC-F-OFDM系统的性能增益显着,可有效抑制多普勒扩展的影响。其次,为了满足高速移动场景下大容量的通信要求,本文设计了基于空时分组编码（Space-Time Block Coding,STBC）的波束赋形机制,并提出空域分集PIC算法。在方案中,数据经STBC编码与互逆的傅里叶变换处理后形成两路并行信号,信号通过两个独立波束发送到接收端。相比于传统干扰消除方法,所提方案能够保证频谱效率并有效改善误码性能。综上,本文根据高速移动场景下无线信道快速时变的特征,提出了 5G链路级增强技术方案。通过仿真验证所提方案能够对抗不同通信场景下的多普勒扩展问题,进而提高5G系统链路的可靠性。而且基于F-OFDM系统的算法可以充分满足不同类型业务的差异化性能需求。
汪冲[3]（2021）在《毫米波一体化天线研究》文中研究指明在信息飞速发展的今天,无线通信技术已经普及到群众生活的方方面面,作为无线通信系统中最为重要的设备,射频天线辐射性能的好坏将会直接影响到无线通信系统的性能。未来射频天线将朝着小型化（天线性能不变的条件下减小天线体积）、一体化（与射频模块集成）、高性能（多频带、波束扫描、宽频带、低交叉极化电平、高增益、低旁瓣）方向发展。微带贴片天线是最基本也是最常用的天线形式,相比于其他天线形式,微带贴片天线具有加工方便、易于与电路一体化设计、成本低以及能在多极化、多频模式下工作等优点。本文基于微带贴片天线基础理论和阵列天线综合法,分析了串馈式天线阵列,三波束赋形天线阵列以及天线车载雷达的一体化布局,具体做了以下工作:（1）设计了串馈式10个单元的微带贴片线阵天线,天线工作频率为77GHz,增益达到15.2d Bi,E面主瓣宽度以及旁瓣电平达到11.2°和-24.3d B。在中心频率77GHz频点上,S11=-35.2d B,阻抗带宽远大于1GHz,仿真结果均满足设计指标要求。以线阵为基础设计了2×10面阵和6×10面阵,其中2×10面阵天线的增益达到17.8d Bi,H面主瓣宽度为38.5o,6×10面阵天线的增益为20.2d Bi,H面主瓣宽度为17o。（2）为满足W波段天线的测试需求,设计了微带波导探针过渡结构,该过渡结构在75-82GHz频段上插入损耗低于1.6d B,S11参数实测结果满足要求。同时基于后雷达对车侧方、后方以及侧后方的探测需求,设计了一款三波束赋形天线,天线的三个波束指向在-45o、0o、45o方向上。（3）天线与车载雷达进行一体化设计,基于TI的AWR1843型号射频芯片（3T4R）设计天线的布局以及硬件的选型方案,然后对加工回来的探测雷达进行了天线辐射方向图以及雷达多目标探测测试,测试结果满足要求。
石全虎[4]（2021）在《大规模稀疏阵方向图综合及子阵划分技术研究》文中研究表明方向图综合技术一直以来都是阵列信号处理领域的核心问题,这是一种通过调整阵列不同阵元权值来控制接收或发射电磁波功率在不同空间角度的分布的技术,该技术广泛应用于现代雷达、通信系统和声纳等领域。近年来,阵列规模朝着大型化的方向发展,在获得良好性能的同时,系统计算复杂度变高和复杂的馈电网络使系统实现起来极其复杂。针对阵列大型化出现的一些问题,本文立足于实际应用需求,聚焦于降低大规模阵列的计算复杂度和设计复杂度,改进基于K-means算法的子阵划分技术,结合凸优化算法和遗传算法（Genetic Algorithm,GA）的混合方法划分子阵技术,以及改进一种稀疏阵列设计技术。研究内容概述如下:（1）改进了一种应用于大规模线性阵列和平面阵列方向图综合问题的基于K-means算法的子阵划分技术。利用子阵列划分和最优权值之间的关系,将基于逼近期望方向图综合的子阵划分问题简化为确定最优子阵列配置（子阵布局及相应的子阵权值）的问题,进一步经过理论推导将该问题近似表示为聚类问题,然后,采用K-means聚类算法来求解该问题。该算法在保持窄的主瓣宽度的同时,能够极大地节省馈电节点并获得较低的峰值旁瓣电平（Peak Side Lobe Level,PSL）。（2）通过结合凸优化算法和GA,改进了一种划分子阵的混合方法,用于求解不同的基于均匀线性阵列方向图综合问题（最优聚焦波束方向图综合问题,低PSL方向图综合和逼近参考方向图综合问题）的最优子阵列布局和相应的最优子阵权值。划分子阵的优化问题是非线性并且是非凸的,难以直接求解,利用GA能够对非凸问题求解,通过编码使GA种群中的个体对应于子阵列划分方案,对于确定的子阵列布局,上述不同方向图综合问题退化为仅仅关于子阵列权值变量的凸优化问题,然后,将关于子阵权值变量的凸优化问题用作GA的适应度函数,并构建适当的参数作为适应度值。最后使用凸优化算法计算最优子阵列权值并计算个体的适应度值,经过迭代,找到全局最优的子阵划分及子阵权值。（3）改进一种应用于宽带信号恒定束宽的基于迭代1范数稀疏阵列设计算法,利用1范数近似替换了0范数,在每次迭代计算过程中,对同一阵元的一组抽头权值乘上相等的系数,控制同一阵元的抽头权值朝着相同的趋势变化,经过多次迭代,抽头权值向量的2范数远远小于其他阵元的阵元被认为是不被激活的,达到稀疏设计的目的。
熊点[5]（2020）在《数字波束形成技术在MIMO系统中的应用》文中提出多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）技术在发射端和接收端均设置多根天线,而数字波束形成（digital beamforming,DBF）技术是将多个天线单元中的发射相同数据的天线等效成一根天线的波束形成技术,这两者都是推动现代移动通信向前大步发展的重要技术。本文提出了用线阵或面阵等效为MIMO系统中单根天线的创新思路,结合数字波束形成技术,能有效减小系统中的干扰,改善信号质量,降低信道误码率,同时提高系统容量。本文主要研究应用于MIMO系统的自适应数字波束形成算法,主要工作如下:首先,介绍了MIMO技术的原理,信道模型和系统模型,介绍了数字波束形成技术和自适应数字波束形成技术的原理及其常用的波束形成准则,并针对几种常用的准则做了对比和分析。其次,讨论了多种不同的自适应数字波束形成算法,并选取了典型的盲自适应算法和非盲自适应算法进行理论分析和对比仿真,来确定相对较优且适合在MIMO系统的自适应数字波束形成算法。仿真结果表明,最小方差无畸变（minimum variance distortionless response,MVDR）算法相较于最小均方（least mean square,LMS）算法,能更好地抑制干扰和有着更佳的收敛特性,是一种相对较优的自适应数字波束形成算法。最后,针对上述研究结果,本文提出了一种基于斜投影的MVDR算法,将其应用于MIMO系统中,进行了相应的系统仿真。经过仿真分析表明,本文提出的基于斜投影的低旁瓣MVDR算法应用于MIMO系统中能有效抑制干扰,并且得到稳健的波束方向图,有着良好波束形成效果。数字波束形技术与多输入多输出技术相结合,有着鲜明的特色,一定能够满足移动通信的要求,在未来的移动通信发展中熠熠生辉。
徐佳康[6]（2021）在《大规模天线阵列基础理论研究及其应用》文中研究表明大规模多入多出阵列天线（Massive MIMO）是未来无线通信的核心技术之一,该技术是一种利用基站侧大规模阵列天线构建可高效利用空间分集信息的方法,解决了传统无线通信系统信号在空间扩散的利用难题。利用大规模多入多出阵列天线技术,每个用户都可以获得终端和基站之间独立的空域信道,每个用户都可以使用该独立空域信道的所有时频资源,实现从多用户共享时频资源到多用户独立占用时频资源的演进,使得蜂窝通信网络结构发生了根本变化。由于时频资源在小区内得到了多重复用,小区内的频谱效率得到了成倍增长,无线网络小区容量得到极大提升。除此以外,由于大规模天线阵列的使用,会带来很高的阵列增益,使得接收信号的信噪比得到大幅提升;而波束变窄,无线传播环境中的多径衰落现象也可以得到有效抑制,两者结合进一步提升了单个链路的容量。因此,大规模阵列天线技术对未来移动通信系统的容量提升,潜力巨大。因此,过去几年人们对大规模天线阵列系统开展了大量研究并取得了重要成果,但是在信道建模、导频污染和阵列构型优化等方面还存在着若干基础问题有待进一步挖掘,深化研究对于大规模阵列天线技术的潜能利用,意义重大。本文围绕三维信道建模、导频污染控制和多径环境中的阵列优化等若干方面,开展了基础理论和方法研究,主要创新成果如下:创新点一:针对目前二维信道模型和三维信道到达角分布模型不能完整表达大规模天线阵列信道中垂直空间传播信号传播特征、传播能量和到达角相关性的问题,开展了三维空间能量和到达角联合分布的信号传播建模研究,提出并建立一种基于三维空间DOA和到达能量的融合信道模型,给出了联合分布函数。该信道模型使用随机分布散射体结构的电波传播预测方法,解决了现有三维信道模型需要使用特定散射体分布带来的使用局限性问题,并针对不同小区的散射体分布范围,给出了宏小区和微小区的到达能量和到达功率的联合分布函数。通过仿真,并与现有结果的对比表明,传统二维信道模型的多径信号数量随着到达能量的衰减而增加,而三维信道模型和实测结果的多径信号数量都随着到达能量的衰减而增加,因此本文提出的信道模型与建立在实测基础上的信道模型在功率时延分布和多径信号到达角分布方面具备更好的一致性,能够更有效的反映三维真实传播环境中的信道特征,提升大规模阵列天线无线通信系统设计的针对性和有效性。创新点二:针对多小区导频污染情况下小区间干扰制约大规模阵列天线无线通信系统性能提升的问题,开展了小区间干扰模型分析和干扰消除的研究,提出了一种基于小区间协作的导频污染消除方法。该方法利用大规模天线阵列空域滤波的特性,通过两次波束赋形的方式分别实现小区内干扰消除（第一次波束赋形）和小区间干扰消除（第二次波束赋形）,解决了现有小区间频率多色复用方法频谱效率低、小区间导频异步传输方法残余干扰大的难题。通过仿真,并与现有结果的对比表明,本文方法能够有效地解决Massive MIMO系统的导频污染问题,为打破Massive MIMO系统的容量瓶颈提供了有效的途径。同时,通过小区间的协作,在天线数相同的情况下,该方法相对于无小区间协作的情况小区容量可提升3到5倍。创新点三:针对大规模阵列天线占用空间大,优化方式不灵活的问题,开展了稀布阵的优化研究,提出了一种多目标联合优化的方法。该方法通过对天线方向图的多个特征值进行统一化表征,设计了多级差分遗传算法,实现了主瓣波束集中、旁瓣干扰抑制和阵面体积降低。通过仿真,在32阵元天线阵列优化中,相对于等间距阵列,可以实现阵列尺寸降低40%,主瓣宽度降低约50%,旁瓣抑制-20dB。创新点四:针对多径环境下自动调制方式识别准确率低的问题,提出了一种大规模阵列天线的自动调制方式识别技术。该技术使用正交波束赋形的空域滤波方法,降低了多径干扰,并结合最大似然比信号合并算法和基于贝叶斯判决模型的决策融合算法对不同波束获取的信号进行处理,实现了多径环境中自动调制方式识别准确率的大幅提升。通过仿真验证,该技术相对于传统多天线合并决策方法,在-20dB信噪比条件下可以达到不小于90%判决准确率。本文围绕大规模阵列天线无线通信系统和信号检测基础理论和应用,丰富了大规模阵列天线系统在多径环境中的理论认识,可提升应用水平,为未来无线通信系统的空域信号处理理论研究和应用研究提供更好的支撑。
单成兆[7]（2020）在《面向雷达通信一体化的时间调制阵列波束赋形技术研究》文中研究表明随着电子技术的发展以及现代战场环境需求的增加,许多情况下均要求雷达与通信等多个电子设备同时工作,雷达通信一体化的优势愈发明显。将雷达与通信系统一体化集成设计,符合当今作战平台多功能集成、小型化以及网络化的发展趋势,具有频谱效率高,射频前端成本低,系统内电磁兼容等诸多优势。现阶段已有多种方式实现雷达和通信集成化设计,概括来说可以分为以下几类:基于时分、频分、空分体制的雷达通信一体化技术以及基于波形共用体制的雷达通信一体化技术。其中基于时分和频分体制的一体化技术分别具有无法连续通信/探测和占用额外频谱资源的缺陷,基于波形共用体制的一体化技术存在设计实现复杂,通信效率或雷达探测距离受限等不足。基于空分体制的一体化技术,其研究重点在于射频端阵列天线。时间调制阵列解决了传统天线阵列馈电网络实现困难、馈电精度受限等问题,且实现多波束只需要一个射频通道。基于以上背景,本文结合时间调制阵列技术,重点研究基于空分多址的雷达通信一体化波束赋形及其分布式组网联合探测技术。本文主要从以下三个方面展开研究:第一,提出基于时间调制阵列的多波束空分雷达通信一体化技术。针对传统方案波束扫描不独立,需要特定通信与雷达波形等问题,本文首次提出利用时间调制阵列的各次谐波分量分别收发雷达与通信信号。首先给出基于时间调制阵列的雷达通信一体化波束控制算法,通过控制时间调制阵列的静态激励和各个射频开关的开启与关闭时刻,实现对天线波束的自由控制。其次提出基于时间调制阵列的雷达通信一体化系统发射与接收架构,得益于时间调制阵列的空域——频域转换特性,利用其不同谐波分量进行雷达探测与无线通信。雷达与通信信号自空域区分,占用相同的时域和频域资源且无相互干扰。二者各自使用独立波形,避免了波形共用体制的不足,适用场景广泛。仅使用一个射频通道产生多波束,降低硬件实现复杂度。实现了雷达与通信系统射频前端的高度集成。第二,针对时间调制阵列边带辐射带来的能量泄露问题,本文提出雷达通信一体化场景下谐波抑制优化算法。解决了传统基于时间调制阵列雷达通信一体化方案未考虑能量损失,以及传统谐波抑制方案不适用于一体化场景的问题。本文首先利用后半周期反相的周期性调制函数,对时间调制阵列的基波和偶次谐波分量进行抑制,在此基础之上给出边带信号辐射能量的闭合表达式。其次,利用差分进化算法提出最小化边带信号峰值的间接能量损失优化算法,以及最小化边带信号辐射能量的直接能量损失优化算法,前者复杂度更低而后者能量效率更高。所提优化算法均能在保证雷达与通信子系统正常工作的前提下,大幅改善时间调制阵列能量泄露问题,有效提高基于时间调制阵列雷达通信一体化系统的功率效率。第三,针对雷达通信一体化在组网研究方向的空缺以及现有雷达网络需要独立通信系统做支撑的不足,给出一体化系统的组网应用,提出雷达通信一体化多节点联合探测波束控制算法。首先提出基于时间调制平面阵列的雷达通信一体化节点组网方案及联合探测波束控制算法,以分布式联合探测的方式增大雷达有效探测孔径,提升探测能力。然后针对存在干扰的环境,基于Capon空域谱估计和MVDR准则对噪声+干扰协方差矩阵进行重构,提出基于时间调制平面阵列的雷达通信一体化网络空域多干扰抑制技术。最后提出几种多波束赋形和时间调制平面阵列的联合组网方案,根据需求在波束自由度和系统复杂度之间进行权衡。将多波束赋形原理推广至分布式组网,给出雷达通信一体化网络的虚拟多波束赋形技术。充分利用雷达与通信系统的特点,使多个雷达通信一体化节点有效协同工作。综上,本文利用时间调制阵列,对雷达和通信的射频前端进行一体化集成设计,提出高能效的空分体制多波束雷达通信一体化系统,及其多节点联合探测波束控制技术。在不影响雷达探测性能和无线通信性能的前提下,实现雷达与通信的高度集成。
刘璐[8]（2020）在《宽带阵列发射天线若干关键技术研究》文中研究指明随着高科技先进武器的快速发展,现代电子战面临着巨大的挑战。而宽带数字阵列技术在电子战系统中发挥着重要的作用。本论文就宽带数字阵列发射系统中所涉及到的三个关键技术,天线阵型设计、发射天线端射频功率放大器有限线性动态范围以及阵元通道中存在相位误差等展开了研究。论文分析了上述宽带阵列发射系统中的关键技术难点,提出了解决方案,并且通过仿真验证此方案对存在问题的改进程度。本论文研究的范围主要涵盖了宽带阵列阵型设计、射频功率放大器线性动态范围优化以及多路信号合成中大峰均比抑制方法、天线阵元通道中相位误差的校正方法等。其具体的研究思路和内容为:1.针对宽带阵列阵型设计问题,本文将其细化为宽带线阵和面阵设计。文中采用稀布阵列法来设计线型阵列,稀疏阵列法来设计面型阵列。为了解决宽带线阵中存在的天线方向图主瓣增益降低、旁瓣增加等问题,本文对稀布线阵的阵列因子进行优化建模,采用启发式算法对优化模型进行全局寻优,获得优化后的阵元位置分布和优化后的天线方向图。然而,传统的启发式算法均存在不同程度的局部优化现象,从而导致优化效果不佳。为了获得较好的全局优化解,文中对三种启发式算法进行了改进。本文采用了朴素贝叶斯法对遗传算法进行了改进、采用自适应因子对模拟退火算法进行了改进、提出了加权振荡因子法对粒子群算法进行了改进。在实验环节,分别对这三种改进算法进行了验证及横向比对,且分析总结了其各自的特点。当进行稀布线阵设计时,可以根据实际硬件条件,灵活选用算法获得合适的天线阵元位置分布。在稀疏面阵设计中,为了避免使用密集的均匀子阵,降低较大的互耦效应,文中提出了改进的密集子阵设计法。在改进的设计法中,密集子阵中的阵元位置可以根据已有的互质序列对来排布或者根据已有的最小冗余序列来排布,从而有效的降低了密集子阵的阵元密度。同时,通过额外增加阵元以及优化子阵间距等方法可以进一步优化天线阵列的大小及其自由度。2.在射频功放线性动态范围的问题中,本文从射频功放线性动态范围优化和多信号叠加大峰均比抑制两方面进行研究。针对功率放大器中线性动态范围有限的问题,一般可以采用非线性预变换法对功率放大器中出现的非线性变化进行抵消。然而,现阶段非线性预变换算法存在系数估计精度不高等问题,本文采用了递归最小二乘法对非线性模型的系数进行了估计。该算法较传统的非线性模型系数估计的精度较高,可以实现非线性变换的精确抵消,仿真实验验证了该结论。针对多子窄带信在阵元通道中大峰均比的问题,文中分别在信号预畸变法和非预畸变法的基础上进行了研究。对于信号预畸变法会导致较严重的信号失真问题,本文采用预编码法来降低信号间的相关性,然后再进行限幅等操作。同时,本文又提出了一种基于查找表的保角变换的限幅法。首先将信号进行保角变换,从而获得了极限限幅效果。由于使用了查找表,则本方法可以实现快速的变换结果。在非预畸变类法中,本文提出了一种基于MUSIC算法的盲选择性映射法。将合成信号通过矩阵的QR分解,扩展相位序列路数;然后通过MUSIC算法分解合成信号,通过判断信号子空间和噪声子空间的正交程度来选择峰均比最小的信号序列,实现信号的盲选。该算法避免了边带信息的传输,提高了频带利用率,同时降低了运算复杂度。3.对于阵元通道中的相位误差等问题,本文将其细化为宽带信号孔径渡越效应的相位误差校正、外界噪声干扰信号的误差校正和阵元物理原因的相位误差校正。针对孔径渡越效应的相位误差,文中采用了时延网络对各阵元通道中的信号进行相位预加重。在对外界噪声干扰的相位误差校正时,本文采用了全极点窗函数的STFT变换法,该方法可以获得较为精确的信号分离结果。针对阵元物理原因的相位误差校正,本文采用了延迟因子法对有限个采样频率点处的相位校正矩阵进行了估计;然后根据自适应因子最小二乘法对分组FIR滤波器系数进行了拟合,实现了宽频带范围内所有频点的相位校正。该算法提高了一般算法的校正精确度,简化了算法的复杂度。
吴文华[9]（2020）在《基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究》文中研究指明近年来,随着MIMO技术的迅速发展,MIMO雷达与MIMO通信均取得了许多重大的突破。但是在频谱资源日益紧张的情况下,雷达与通信系统之间的相互干扰也日趋严重。无论是民用还是军用的雷达和通信设备,其装备在单一平台上均面临着空间竞争和电磁兼容等问题,而实现雷达和通信的一体化,使雷达与通信共享发射波形,是解决该问题的有效途径。本文围绕基于MIMO雷达的雷达通信一体化共享波形设计和通信信息插入方法等关键问题和技术难点展开研究,针对基于MIMO雷达的雷达通信一体化系统发射接收方法、MIMO-OFDM共享波形设计和距离-速度估计、结合星座点映射插入通信信息符号的MIMO共享波形设计、基于MIMO发射波束形成的共享波形设计和利用空时相位编码的通信信息插入方法以及相干MIMO雷达的空时相位编码波形设计等问题,提出了相应的波形设计方法和通信信息插入方法,具体内容如下:1.对机载MIMO雷达平台上实现雷达通信一体化的场景进行了描述和讨论,并建立了雷达通信一体化系统的发射-接收信号模型。针对MIMO雷达体制的发射波形特点,研究分析了MIMO雷达发射波束形成与相控阵雷达的不同。对于MIMO雷达发射波束的两种不同情形,即全向发射波束和指向性发射波束,研究分析了在共享波形中插入通信信息所存在的关键问题,讨论了两种情况下发射波形设计的不同之处。最后,介绍了传统的MIMO雷达和通信信号处理方法,分析二者的特点。2.在现有的MIMO-OFDM正交波形设计中,均匀交错OFDM波形的子载波频率间隔增大,导致雷达最大不模糊距离下降。此外,OFDM波形存在时域包络起伏的固有缺点,会降低雷达发射机的功放效率,影响雷达的作用距离。为了解决上述问题,提出了一种基于改进TR（预留子载波）技术的MIMO-OFDM多天线联合优化波形设计方法。该方法在设计正交交错OFDM波形时,采用分组优化方法对OFDM子载波结构进行非均匀交错,同时约束相邻两个子载波的最小频率间隔,在保证雷达最大不模糊距离不下降的条件下,获得PAPR较低的子载波交错方式。之后,把信噪比较低或者无用的子载波用作预留子载波,结合改进的TR技术进行MIMO-OFDM多天线联合优化进一步降低PAPR。在接收端,给出了一种基于补偿相位差的MIMO-OFDM距离-速度估计算法。最后,通过仿真实验验证了所提方法的有效性。3.针对MIMO雷达通信一体化共享波形设计中,MIMO雷达发射波束形成与通信信息调制插入相互独立,以及在不改变雷达PRF的情况下提高信息传输速率的问题,提出了一种结合星座点映射插入信息符号的MIMO发射波形设计方法。该方法通过在各个发射天线上发射一组正交波形的加权和信号,在雷达发射波束形成中对每个正交波形进行通信方向的星座点映射来插入信息符号,并采用最小化ISL准则优化发射波束。之后,推导了该模型下发射波形的PAPR上界,并改进正交波形设计来降低PAPR上界。该方法结合星座点映射与发射波束形成,在空域插入信息符号同时优化设计雷达发射波束,可以避免通信信息随机性对雷达主瓣的影响,并获得更低的波束旁瓣电平,且提高了信息传输速率,具有更好的误码率特性和低截获概率,通信性能对角度误差有更好的容忍性。4.针对现有的MIMO雷达通信一体化发射波束形成中,通信方向的等效信号在子脉冲间存在包络起伏,以及信息传输速率严重依赖于雷达PRF的问题,提出了一种基于MIMO雷达发射波束形成,在子脉冲间插入通信信息的空时相位编码波形设计方法。该方法通过矢量化表示建立了能够约束通信等效信号在子脉冲间恒模和发射波形恒模的发射波束优化模型。基于赋形逼近优化和累积功率逼近优化两种发射波束设计准则,分别采用ADMM算法和SDR方法来求解优化问题。在通信等效信号恒模的基础上,提出了在每个子脉冲上插入通信信息的空时相位编码方案,并给出了DCM和PRCM两种信息符号映射方法。DCM信息插入方法具有更好的误码率特性和低截获概率,而PRCM信息插入方法在抗通信信道估计相位误差方面有着更好的鲁棒性。5.针对传统的MIMO雷达发射波束形成方法只优化积分功率,而不约束单个子脉冲的功率,导致目标等效信号存在包络起伏的问题,提出了一种基于空时相位编码的MIMO波形设计方法。该方法首先在第一个发射子脉冲上,通过采用相位编码波形优化设计存在干扰下的雷达发射波束形成。之后,根据第一个子脉冲上所得相位,采用特殊的空时相位编码方案设计空时波形,使得在每个子脉冲上均可获得相同的干扰零陷深度,接着采用改进的模拟退火算法求解抑制目标等效信号包络起伏的空时相位优化问题。该方法所设计MIMO波形具有良好的抗干扰能力和LPI,并能够降低目标等效信号的归一化匹配滤波损失。
王兆祎[10]（2020）在《天波超视距雷达杂波抑制与目标探测研究》文中研究说明天波超视距（over-the-horizon,OTH）雷达利用电离层对高频电磁波的反射现象,对视距外目标进行远距离探测,其作为一种特殊体制的早期预警雷达在军事上有重要的战略地位。经过多年发展,天波OTH雷达已具备相当的探测能力并得到广泛使用,但复杂的电磁传播环境和探测背景依然使其在应用中面临诸多挑战。本文围绕制约天波雷达目标探测的部分实际问题展开研究,包括多目标探测效率提升、射频干扰抑制以及海杂波抑制等。力图针对典型问题提出可行的改进措施和解决方案,达到弥补不足,提升天波雷达探测性能的目的。本文主要工作和创新如下:（1）基于数据恢复的多方位空海目标同时探测目前相控阵体制天波OTH雷达在探测多个方向上的目标时需交替照射和驻留,对某一方向海面目标的长时间相干积累大幅增加了对另一方向空中目标探测的时间间隔,不利于高速空中目标的连续跟踪和稳定航迹生成。针对此问题,本文提出了一种时间内插的多方位空海目标同时探测方案,其在海面目标的一次波束驻留时间内插入多次空中目标探测,并对由此导致的海面回波数据缺失进行恢复补全,从而在实现对空中目标形成稳定航迹的同时,保证海面目标的有效探测。（2）结合图像纹理指标的射频干扰空域抑制本文将图像分析领域的纹理指标引入雷达信号处理,提出使用“粗糙度”作为射频干扰强度以及抑制水平的评价指标。该指标不依赖干扰特征的先验知识也不需要对其进行估计,而是通过对雷达距离-多普勒图的灰度计算完成干扰强度评估。借助粗糙度的引导,本文提出了一种波束形成中最优对角加载系数的确定方法,提升了对空域旁瓣内的射频干扰的抑制性能。（3）结合距离旁瓣约束的射频干扰时域抑制本文分别从波形设计和滤波器设计两个角度研究了兼顾距离旁瓣特性的射频干扰抑制问题。从波形设计角度,提出了基于最优干扰抑制滤波器的低旁瓣波形设计方法,该方法对理论输出信干噪比和互相关旁瓣进行优化,并给出了一种基于交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）框架的迭代求解算法。从滤波器设计角度,提出了两种基于旁瓣约束的干扰滤波器设计方法,他们均以最大化理论输出信干噪比为目标,并分别约束积分旁瓣电平和峰值旁瓣电平实现旁瓣特性控制。所提滤波器设计问题可通过转化为二阶锥规划（Second Order Corn Programming,SOCP）问题进行求解。（4）基于杂波谱认知的海杂波滤波器设计海杂波是天波OTH雷达探测低速海面目标的主要障碍,实际环境中的海杂波频谱往往富于变化,且具有一定的非均匀性。这使得仅由参考样本很难准确估计杂波特征,并进一步影响杂波抑制方法的应用效果。本文结合杂波谱认知技术提升杂波特征的估计精度,首先在最优滤波器框架下研究了基于先验知识和杂波谱模型的海杂波抑制方法。接下来提出了基于稀疏字典学习的杂波抑制方法,该方法对雷达回波数据进行线下长期学习,建立杂波字典,并利用其在杂波抑制中估计杂波特征。所提方法能提升对杂波协方差矩阵的估计精度,有效改善了OTH雷达在非理想海杂波背景下的杂波抑制和目标探测能力。（5）多跳海杂波建模与抑制在常规海杂波的基础上,由多跳传播引起的杂波谱叠加和扩展进一步扩大了海杂波的频谱范围,也放大了对目标探测的影响。本文根据多跳杂波的传播和叠加原理,对其进行了分析建模,并提出采用特殊波形实现多跳杂波抑制。文中所介绍的两种多跳杂波抑制方法分别基于序贯正交波形以及“发二停一”非连续波形,它们能在有效分离或抑制多跳杂波的同时,保留常规一跳回波的主要信号成分。以上所提方案方法均从天波OTH雷达的实际需求出发,以目前雷达设备作为硬件基础,其有效性和工程可用性经过实测数据或仿真实验的验证。
二、Implementation of broadband low-sidelobe beamforming in time domain（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Implementation of broadband low-sidelobe beamforming in time domain（论文提纲范文）
（1）宽带相控阵稳健波束形成与干扰抑制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 宽带稳健波束形成与干扰抑制的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文安排 |
| 第二章 宽带相控阵波束形成与干扰抑制的基本理论 |
| 2.1 均匀线阵接收阵列信号模型 |
| 2.1.1 窄带信号模型 |
| 2.1.2 宽带信号模型 |
| 2.2 宽带波束形成与干扰抑制原理 |
| 2.2.1 宽带信号补时延处理 |
| 2.2.2 基于预处理的空时LCMV算法 |
| 2.2.3 空频结构下的宽带波束形成 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 基于数据独立的宽带稳健波束形成 |
| 3.1 基于空频结构的宽带稳健波束形成 |
| 3.1.1 基于空频结构的宽带波束赋形 |
| 3.1.2 考虑宽零陷的空频宽带稳健波束形成 |
| 3.2 基于空时结构的宽带稳健波束形成 |
| 3.2.1 基于空时结构的宽带波束赋形 |
| 3.2.2 考虑宽零陷的空时宽带稳健波束形成 |
| 3.3 基于逐点精确控制的宽带稳健波束形成 |
| 3.3.1 基于频移不变性的空时自适应宽带波束形成 |
| 3.3.2 基于逐点精确控制的宽带波束赋形 |
| 3.4 算法仿真与结果分析 |
| 3.4.1 基于空频结构的宽带稳健波束形成仿真实验 |
| 3.4.2 基于空时结构的宽带稳健波束形成仿真实验 |
| 3.4.3 基于逐点精确控制的宽带稳健波束形成仿真实验 |
| 3.4.4 输出信干噪比曲线 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 自适应宽带稳健波束形成与干扰抑制 |
| 4.1 基于对角加载的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.2 基于最差性能最优化的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.2.1 基于二阶锥规划的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.2.2 基于恒定束宽约束的最差性能最优化算法 |
| 4.3 基于导向矢量估计的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.3.1 基于二次约束的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.3.2 基于子空间旋转的宽带稳健波束形成算法 |
| 4.4 算法仿真与结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 基于协方差矩阵重构宽带稳健波束形成与干扰抑制 |
| 5.1 传统的协方差矩阵重构算法与宽带稳健波束形成 |
| 5.1.1 传统的协方差矩阵重构算法 |
| 5.1.2 基于传统的重构SINCM的稳健设计 |
| 5.2 基于不确定集的协方差矩阵重构算法与宽带稳健波束形成 |
| 5.2.1 基于不确定集的协方差矩阵重构算法 |
| 5.2.2 基于不确定集重构SINCM的稳健设计 |
| 5.3 基于时频率域分析的协方差矩阵重构算法与宽带稳健波束形成 |
| 5.3.1 基于时频分析的传播时延估计 |
| 5.3.2 基于时频分析的宽带信号协方差矩阵重构 |
| 5.3.3 基于时频分析重构SINCM的稳健设计 |
| 5.4 算法仿真与结果分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻硕期间取得的研究成果 |
（2）高速移动场景下5G链路级增强技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与结构安排 |
| 第二章 高速移动场景及5G链路级关键技术 |
| 2.1 高速移动场景无线信道分析 |
| 2.1.1 快时变衰落信道特性 |
| 2.1.2 快时变信道建模 |
| 2.2 F-OFDM系统基本原理与技术 |
| 2.2.1 F-OFDM系统框架 |
| 2.2.2 子载波参数配置 |
| 2.2.3 子带滤波方案 |
| 2.2.4 综合仿真验证及分析 |
| 2.3 大规模MIMO技术 |
| 2.3.1 大规模MIMO系统原理 |
| 2.3.2 波束赋形技术 |
| 2.3.3 5G大规模MIMO应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 PIC-F-OFDM抗多普勒扩展研究 |
| 3.1 多普勒扩展对F-OFDM系统的影响 |
| 3.1.1 多普勒扩展造成的子载波间干扰问题 |
| 3.1.2 F-OFDM系统中子载波间干扰分析 |
| 3.1.3 仿真结果验证 |
| 3.2 时分PIC-F-OFDM方法 |
| 3.2.1 时分PIC-F-OFDM系统模型 |
| 3.2.2 信干比分析 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.3.1 信干比仿真分析 |
| 3.3.2 误码率仿真分析 |
| 3.3.3 复杂度分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 大规模MIMO系统中的抗多普勒扩展研究 |
| 4.1 系统模型 |
| 4.2 基于大规模MIMO的抗多普勒扩展方案 |
| 4.2.1 波束成形与Alamouti空时码 |
| 4.2.2 基于STBC-TxBF的改进PIC方案 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）毫米波一体化天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 毫米波一体化天线研究现状 |
| 1.2.2 毫米波雷达研究现状 |
| 1.3 本论文研究内容及主要工作 |
| 第二章 一体化天线设计基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微带贴片天线基本理论 |
| 2.2.1 微带贴片天线辐射原理 |
| 2.2.2 矩形微带贴片天线设计的基本参数 |
| 2.3 天线阵列综合 |
| 2.3.1 阵列天线的方向图乘积定理 |
| 2.3.2 均匀直线阵分析 |
| 2.3.3 道尔夫—切比雪夫综合法 |
| 2.4 雷达基本原理 |
| 2.4.1 雷达方程及雷达工作体制 |
| 2.4.2 LFMCW雷达测量原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 一体化天线设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单元天线设计 |
| 3.2.1 单元天线尺寸计算 |
| 3.2.2 天线线阵仿真 |
| 3.3 天线面阵仿真 |
| 3.3.1 2×10 天线阵列仿真 |
| 3.3.2 6×10 天线阵列仿真 |
| 3.4 波导微带探针过渡结构设计 |
| 3.4.1 过渡结构仿真 |
| 3.4.2 过渡结构加工测试 |
| 3.5 一体化天线的仿真和加工测试 |
| 3.5.1 一体化天线的仿真 |
| 3.5.2 一体化天线的加工测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 三波束赋形天线设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 差波束基本原理 |
| 4.3 三波束赋形天线方案设计 |
| 4.4 三波束赋形天线设计仿真 |
| 4.4.1 天线单元设计 |
| 4.4.2 天线阵列设计 |
| 4.5 天线馈电结构设计 |
| 4.5.1 差波束馈电结构设计 |
| 4.5.2 和波束馈电结构设计 |
| 4.5.3 馈电结构整体仿真 |
| 4.6 三波束赋形天线整体仿真 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 天线与车载雷达一体化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 一体化天线设计 |
| 5.3 一体化设计整体方案 |
| 5.3.1 天线布局 |
| 5.3.2 硬件方案 |
| 5.4 一体化设计测试 |
| 5.4.1 天线测试 |
| 5.4.2 雷达探测测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（4）大规模稀疏阵方向图综合及子阵划分技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 方向图综合技术研究现状 |
| 1.2.2 子阵划分技术研究现状 |
| 1.2.3 稀疏阵列设计技术研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容和结构安排 |
| 第二章 子阵划分技术和稀疏阵列设计基础 |
| 2.1 阵列基础理论 |
| 2.1.1 阵列方向图 |
| 2.1.2 阵列天线基本参数 |
| 2.1.3 阵列方向图基本参数 |
| 2.2 子阵划分技术基础 |
| 2.2.1 典型的子阵结构 |
| 2.2.2 子阵划分技术数学模型 |
| 2.3 稀疏阵列设计基础 |
| 2.3.1 稀疏表示与压缩感知 |
| 2.3.2 稀疏线性阵列设计 |
| 2.3.3 稀疏平面阵列设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于K-means算法的子阵划分算法 |
| 3.1 聚类分析 |
| 3.1.1 K-means算法介绍 |
| 3.2 一种基于K-means算法的子阵划分算法 |
| 3.2.1 问题模型 |
| 3.2.2 线性子阵划分 |
| 3.2.3 平面子阵划分 |
| 3.2.4 算法步骤 |
| 3.2.5 仿真结果 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于混合遗传算法的子阵划分算法 |
| 4.1 遗传算法 |
| 4.1.1 适应度函数及尺度变换 |
| 4.1.2 遗传算法基本操作 |
| 4.2 一种基于混合遗传算法的子阵划分算法 |
| 4.2.1 子阵划分技术阵列模型 |
| 4.2.2 不同方向图综合问题 |
| 4.3 实验仿真 |
| 4.3.1 最优聚焦波束方向图综合问题仿真 |
| 4.3.2 低峰值旁瓣方向图综合问题仿真 |
| 4.3.3 逼近期望方向图综合问题仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于宽带恒定束宽的最优稀疏阵列设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宽带阵列模型 |
| 5.3 恒定束宽波束形成 |
| 5.4 一种基于迭代l_1范数的恒定束宽最优稀疏阵列设计算法 |
| 5.4.1 算法原理 |
| 5.4.2 主要步骤总结 |
| 5.5 实验仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）数字波束形成技术在MIMO系统中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 MIMO理论基础 |
| 2.1 MIMO技术原理 |
| 2.1.1 MIMO系统的分类 |
| 2.1.2 MIMO系统的信道模型 |
| 2.1.3 MIMO系统的信道容量 |
| 2.2 MIMO系统中的重要技术 |
| 2.2.1 空时编码技术 |
| 2.2.2 预编码技术 |
| 2.3 大规模MIMO技术 |
| 2.3.1 大规模MIMO系统原理 |
| 2.3.2 大规模MIMO技术的特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 数字波束形成技术理论基础 |
| 3.1 波束形成技术 |
| 3.1.1 波束形成技术的分类 |
| 3.2 数字波束形成技术 |
| 3.2.1 数字波束形成技术原理 |
| 3.2.2 数字波束形成与MIMO技术结合的优势 |
| 3.3 自适应数字波束形成技术及其常用准则 |
| 3.3.1 最小均方误差准则 |
| 3.3.2 最大信干噪比准则 |
| 3.3.3 线性约束最小方差准则 |
| 3.3.4 三种准则的总结对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 自适应数字波束形成算法分析 |
| 4.1 非盲自适应算法 |
| 4.1.1 最小均方算法 |
| 4.1.2 采样矩阵求逆算法 |
| 4.1.3 递归最小二乘算法 |
| 4.1.4 三种盲算法的总结对比 |
| 4.2 盲自适应算法 |
| 4.2.1 恒模算法 |
| 4.2.2 多重信号分类算法 |
| 4.2.3 最小方差无失真响应算法 |
| 4.3 算法仿真分析 |
| 4.3.1 最小均方算法仿真 |
| 4.3.2 最小方差无失真响应算法仿真 |
| 4.4 两种算法对比总结 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 自适应数字波束形成算法在MIMO系统中的应用 |
| 5.1 系统模型和信号模型 |
| 5.2 基于斜投影的低旁瓣级MVDR算法 |
| 5.2.1 斜投影 |
| 5.2.2 算法的具体实现 |
| 5.3 算法的仿真和实现 |
| 5.3.1 波束图性能分析 |
| 5.3.2 收敛特性分析 |
| 5.3.3 仿真结果总结 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间申请的专利 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（6）大规模天线阵列基础理论研究及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大规模阵列天线通信系统的发展 |
| 1.1.1 阵列天线在无线通信系统中的意义 |
| 1.1.2 5G中的大规模阵列天线的发展 |
| 1.2 大规模阵列天线的研究现状和存在的问题 |
| 1.2.1 大规模阵列天线的信道模型研究 |
| 1.2.2 大规模阵列天线在蜂窝通信系统中的导频污染 |
| 1.2.3 大规模阵列天线的优化和其他应用 |
| 1.2.4 主要结论和存在的问题 |
| 1.3 论文的贡献和组织结构 |
| 第二章 大规模阵列天线系统的信道建模 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 系统模型 |
| 2.3 基于随机散射体分布的三维信道模型 |
| 2.3.1 微小区场景下的联合分布 |
| 2.3.2 宏小区场景下的联合分布 |
| 2.4 随机散射体三维信道模型的仿真和验证 |
| 2.4.1 微小区的边缘概率分布函数和仿真验证 |
| 2.4.2 宏小区的边缘概率分布函数和仿真验证 |
| 2.5 基于实际传播环境的模型修正 |
| 2.5.1 基于天线高度的影响对模型的修正 |
| 2.5.2 基于地面吸收和建筑物高度的修正 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 大规模阵列天线导频污染的抑制方法 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 系统建模 |
| 3.3 基于小区间协作的Massive MIMO干扰消除技术 |
| 3.4 量化分析结果 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 大规模阵列天线的优化和应用 |
| 4.1 大规模阵列天线稀布阵优化算法 |
| 4.1.1 研究背景 |
| 4.1.2 波束赋形建模 |
| 4.1.3 基于差分遗传算法的多目标稀布阵优化技术 |
| 4.1.4 仿真结果分析 |
| 4.2 基于大规模天线阵列的自动调制方式识别技术 |
| 4.2.1 研究背景 |
| 4.2.2 信号模型 |
| 4.2.3 天线数量趋于无穷情况下的AMC性能分析 |
| 4.2.4 天线有限情况下的AMC性能分析 |
| 4.2.5 仿真结果分析 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 论文的主要工作 |
| 5.2 下一步研究计划 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（7）面向雷达通信一体化的时间调制阵列波束赋形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 雷达通信一体化系统的研究现状 |
| 1.2.1 雷达通信一体化系统研究与设计的发展 |
| 1.2.2 时间调制阵列的发展 |
| 1.2.3 文献综述简析 |
| 1.3 主要研究内容和论文结构安排 |
| 第2章 时间调制阵列空分特性及相关基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 时间调制直线阵列 |
| 2.3 时间调制平面阵列 |
| 2.4 时间调制阵列频域——空域转换原理 |
| 2.5 差分进化算法 |
| 2.6 雷达组网及定位方法 |
| 2.6.1 双向通信时间测距算法 |
| 2.6.2 雷达组网目标定位算法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 基于时间调制阵列的雷达通信一体化算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于时间调制阵列的雷达通信一体化波束控制算法 |
| 3.3 基于时间调制阵列的雷达通信一体化系统收发架构 |
| 3.4 基于时间调制阵列的雷达通信一体化系统干扰分析 |
| 3.5 传统阵列天线多波束产生方案及对比 |
| 3.5.1 基于最小二乘法的多波束赋形技术 |
| 3.5.2 基于多加权网络的多波束赋形技术 |
| 3.6 多通信区域雷达通信一体化算法研究 |
| 3.6.1 多通信区域雷达通信一体化发射架构 |
| 3.6.2 多通信区域雷达通信一体化接收架构 |
| 3.7 仿真与结果分析 |
| 3.7.1 时间调制阵列相关仿真 |
| 3.7.2 多波束赋形相关仿真 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 雷达通信一体化系统高能效算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于1-bit移相器的周期性调制函数 |
| 4.3 基于时间调制阵列的雷达通信一体化系统能量损耗计算 |
| 4.4 基于差分进化算法的边带能量间接和直接抑制算法 |
| 4.4.1 间接能量损失抑制算法 |
| 4.4.2 直接能量损失抑制算法 |
| 4.5 仿真与结果分析 |
| 4.5.1 Chebyshev分布下能量损失 |
| 4.5.2 间接能量损失优化——边带峰值抑制 |
| 4.5.3 直接能量损失优化——能量损失抑制 |
| 4.5.4 能量损失与边带电平之间的折中 |
| 4.5.5 与传统一体化方案对比 |
| 4.5.6 通信与雷达性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 雷达通信一体化多节点联合探测波束控制算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Capon空域谱估计和MVDR准则 |
| 5.3 基于TMPA雷达通信一体化节点组网方案及联合探测波束控制算法 |
| 5.4 基于TMPA雷达通信一体化网络的空域多干扰抑制算法 |
| 5.5 雷达通信一体化网络的虚拟多波束赋形算法 |
| 5.5.1 基于多波束赋形的雷达通信一体化组网算法 |
| 5.5.2 超低旁瓣TMA与多谐波TMA的组合 |
| 5.5.3 网络虚拟多波束赋形算法 |
| 5.6 与传统雷达组网方案对比 |
| 5.7 仿真与结果分析 |
| 5.7.1 一体化网络联合探测波束 |
| 5.7.2 一体化网络空域抗干扰性能 |
| 5.7.3 虚拟多波束赋形性能 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 无穷级数的闭合形式化简 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）宽带阵列发射天线若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 |
| 1.1.1 数字阵列雷达的广泛应用 |
| 1.1.2 射频放大器线性动态范围和信号峰均比 |
| 1.1.3 宽带天线阵列阵元通道偏差校正 |
| 1.2 国内外现有的研究现状 |
| 1.2.1 宽带天线阵列阵型设计现状 |
| 1.2.2 射频功率放大器线性动态范围研究现状 |
| 1.2.3 宽带阵列通道偏差校正研究现状 |
| 1.3 论文研究内容以及文章组织结构 |
| 第二章 宽带天线阵列阵型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 稀布线阵设计 |
| 2.2.1 稀布天线阵列方向图 |
| 2.2.2 最大旁瓣电平最小化准则 |
| 2.2.3 平均旁瓣电平最小化准则 |
| 2.3 基于启发式算法解优化模型 |
| 2.3.1 遗传算法 |
| 2.3.2 基于模拟退火算法解优化模型的参数建模 |
| 2.3.3 改进的粒子群算法 |
| 2.3.4 改进的三种算法的优缺点比较 |
| 2.4 平面稀疏阵型设计 |
| 2.4.1 基于Toeplitz矩阵的虚拟阵列建模 |
| 2.4.2 平面稀疏阵型设计 |
| 2.4.3 L型嵌套阵列 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 宽带阵列功率放大器线性范围优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 射频功率放大器非线性化建模 |
| 3.2.1 功率放大器非线性失真概述 |
| 3.2.2 射频功率放大器非线性失真建模 |
| 3.3 功率放大器线性动态范围优化方法 |
| 3.3.1 常规的DPD方法 |
| 3.3.2 预失真器参数估计 |
| 3.3.3 数字预失真后功率放大器输出仿真 |
| 3.4 宽带波束合成信号的峰均比抑制 |
| 3.4.1 畸变类法峰均比抑制研究 |
| 3.4.2 基于保角变换的峰均比抑制方法 |
| 3.4.3 基于非畸变类的峰均比抑制方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 宽带天线阵列误差校正技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽带信号的孔径渡越效应 |
| 4.2.1 阵元通道中干扰信号的主瓣偏移分析 |
| 4.2.2 相位预加重技术 |
| 4.2.3 阵元通道中相位预加重实验仿真 |
| 4.2.4 参数估计误差对LFM干扰形成波束性能的影响 |
| 4.3 宽带天线阵列通道的相位误差校准 |
| 4.3.1 通道中噪声和外界干扰信号的抑制 |
| 4.3.2 仿真实验 |
| 4.4 相位误差的校正方法 |
| 4.4.1 单个采样频点的相位误差校正 |
| 4.4.2 基于校正滤波器矩阵的相位偏差校正矩阵估计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 一体化系统的研究发展概况 |
| 1.2.2 基于复用的一体化波形研究概况 |
| 1.2.3 基于共享的一体化波形研究概况 |
| 1.2.4 基于MIMO共享波形的设计准则 |
| 1.3 本文的主要内容及安排 |
| 第二章 MIMO雷达通信一体化系统分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于MIMO雷达的雷达通信一体化收发模型 |
| 2.3 MIMO雷达通信一体化的实现方式分析 |
| 2.3.1 基于MIMO正交波形设计的共享波形分析 |
| 2.3.2 基于MIMO指向性波束形成的共享波形分析 |
| 2.4 MIMO雷达和通信信号处理分析 |
| 2.4.1 MIMO雷达信号处理 |
| 2.4.2 MIMO通信信号处理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化共享波形设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 信号模型与问题建立 |
| 3.2.1 相干MIMO雷达信号模型 |
| 3.2.2 波形设计问题建立 |
| 3.3 基于改进TR技术的联合优化方法降PAPR |
| 3.3.1 TR技术的基本原理 |
| 3.3.2 多天线联合优化MIMO-OFDM的 PAPR |
| 3.3.3 OFDM子载波交错方式的分组优化方法 |
| 3.3.4 ITR和 CTR方案 |
| 3.4 MIMO-OFDM雷达的距离-速度估计方法 |
| 3.5 仿真实验 |
| 3.5.1 MIMO-OFDM的 PAPR抑制效果 |
| 3.5.2 MIMO-OFDM的雷达距离-速度估计性能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 一种结合星座点映射插入信息的共享波形设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 信号模型和问题背景 |
| 4.3 结合星座点映射插入信息的MIMO共享波形设计 |
| 4.3.1 MIMO雷达发射波束形成 |
| 4.3.2 结合星座点映射的信息插入方法 |
| 4.3.3 发射波形PAPR分析 |
| 4.4 接收信号处理和性能分析 |
| 4.4.1 通信基站接收信号处理和性能分析 |
| 4.4.2 一体化平台接收信号处理 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.5.1 雷达通信一体化系统的MIMO波束形成 |
| 4.5.2 通信误码率性能分析 |
| 4.5.3 发射波形的PAPR分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于MIMO波束形成的共享波形设计方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 信号模型和问题建立 |
| 5.3 MIMO雷达通信一体化的发射波束形成 |
| 5.3.1 赋形逼近优化方法 |
| 5.3.2 累积功率逼近优化方法 |
| 5.4 基于空时相位编码的信息插入方法 |
| 5.4.1 所提空时相位编码方案 |
| 5.4.2 直接星座点映射方法 |
| 5.4.3 相位旋转星座点映射方法 |
| 5.5 仿真实验 |
| 5.5.1 发射波束形成性能分析 |
| 5.5.2 通信误码率分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 基于空时相位编码的MIMO雷达波形设计方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 信号模型和问题建立关系 |
| 6.3 基于空时相位编码的MIMO波形设计 |
| 6.3.1 空域的波形设计 |
| 6.3.2 基于空时相位编码的波形设计 |
| 6.4 仿真实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）天波超视距雷达杂波抑制与目标探测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 研究动态与发展现状 |
| 1.2.1 天波超视距雷达系统发展概况 |
| 1.2.2 射频干扰抑制算法研究现状 |
| 1.2.3 海杂波抑制算法研究现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 基于数据恢复的多方位空海目标同时探测 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 问题研究背景 |
| 2.3 OTH雷达多方位空海目标同时探测方案 |
| 2.3.1 雷达工作流程 |
| 2.3.2 带有缺损的海面回波信号模型 |
| 2.4 海面回波数据恢复 |
| 2.4.1 Hankel结构约束下的低秩矩阵恢复问题 |
| 2.4.2 低秩矩阵恢复算法 |
| 2.4.3 算法收敛性分析 |
| 2.5 基于实测数据的方案可行性和性能测试 |
| 2.5.1 信号恢复结果 |
| 2.5.2 目标探测性能测试 |
| 2.5.3 收敛性测试 |
| 2.5.4 最大可插入空中目标探测次数测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 结合图像纹理的OTH雷达射频干扰空域抑制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空域权向量设计方法讨论 |
| 3.3 引入图像纹理指标分析干扰水平 |
| 3.3.1 OTH雷达距离-多普勒图像 |
| 3.3.2 RD图中的干扰纹理与粗糙度表征 |
| 3.3.3 粗糙度与干扰强度的相关关系 |
| 3.3.4 粗糙度的鲁棒性分析 |
| 3.4 粗糙度辅助下的空域权向量设计 |
| 3.4.1 基于粗糙度辅助的DLF选取方法 |
| 3.4.2 基于实测数据的性能验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 结合距离旁瓣约束的OTH雷达射频干扰时域抑制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于ADMM算法的低旁瓣干扰抑制波形设计 |
| 4.2.1 问题模型 |
| 4.2.2 基于ADMM的波形设计算法 |
| 4.2.3 仿真结果与分析 |
| 4.3 旁瓣约束下基于SOCP的干扰抑制滤波器设计 |
| 4.3.1 问题模型 |
| 4.3.2 基于SOCP求解干扰抑制滤波器的方法 |
| 4.3.3 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于杂波谱认知的海杂波滤波器设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 最优SCNR的海杂波抑制框架 |
| 5.2.1 基于最优输出SCNR的滤波器原理 |
| 5.2.2 降维最优滤波器 |
| 5.3 结合先验知识的海杂波抑制算法 |
| 5.3.1 算法原理和流程 |
| 5.3.2 高频海杂波谱模型 |
| 5.3.3 结合先验知识的杂波滤波器 |
| 5.4 基于字典学习的海杂波抑制算法 |
| 5.4.1 算法原理和流程 |
| 5.4.2 杂波字典学习方法 |
| 5.4.3 利用杂波字典估计海杂波谱 |
| 5.4.4 基于字典表示的海杂波滤波器(SDROF) |
| 5.4.5 稀疏系数β的选取 |
| 5.5 基于OTH雷达实测数据的性能对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 OTH雷达多跳海杂波抑制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多跳海杂波的产生机理及频谱建模 |
| 6.2.1 OTH雷达系统中多跳传播机理 |
| 6.2.2 多跳海杂波建模 |
| 6.3 现有多跳杂波抑制方法及其弊端 |
| 6.4 基于序贯正交波形的多跳杂波抑制 |
| 6.4.1 方案介绍 |
| 6.4.2 序贯正交波形多跳杂波抑制性能分析 |
| 6.5 基于非连续波形的多跳杂波抑制 |
| 6.5.1 基于“发二停一”波形的雷达工作方案 |
| 6.5.2 二跳杂波抑制方法 |
| 6.5.3 常规一跳回波的数据补全 |
| 6.5.4 仿真实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文内容总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
四、Implementation of broadband low-sidelobe beamforming in time domain（论文参考文献）
- [1]宽带相控阵稳健波束形成与干扰抑制算法研究[D]. 冯雅栋. 电子科技大学, 2021
- [2]高速移动场景下5G链路级增强技术研究[D]. 秦伟. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]毫米波一体化天线研究[D]. 汪冲. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]大规模稀疏阵方向图综合及子阵划分技术研究[D]. 石全虎. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]数字波束形成技术在MIMO系统中的应用[D]. 熊点. 南京邮电大学, 2020(03)
- [6]大规模天线阵列基础理论研究及其应用[D]. 徐佳康. 北京邮电大学, 2021(04)
- [7]面向雷达通信一体化的时间调制阵列波束赋形技术研究[D]. 单成兆. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]宽带阵列发射天线若干关键技术研究[D]. 刘璐. 西安电子科技大学, 2020(02)
- [9]基于MIMO的雷达通信一体化波形设计方法研究[D]. 吴文华. 西安电子科技大学, 2020
- [10]天波超视距雷达杂波抑制与目标探测研究[D]. 王兆祎. 电子科技大学, 2020(01)