DBF接收机用于二维测向算法的研究

论文摘要

随着无线电测向技术飞速的发展和完善,星载无线电测向系统成为了无线电导航定位、无线通信等众多领域的关键技术和重要内容,无论是在航空、航海事业、气象、天文与航天研究,卫星通信等民用领域,以及现代战争中都有着极为重要的作用和地位。在实际应用中,利用窄带接收机能够稀释信号并且便于实现数字信号处理,本课题就是研究利用窄带接收系统能否以及如何对宽带信号进行二维来波方向估计的问题。本文将星载八通道的DBF接收机作为课题研究背景,首先对宽带通信信号通过窄带接收机的采集过程进行分析,重点考察了宽带信号通过窄带接收机后的信号特征以及其对来波方向信息的保存情况,分析结果证明:虽然,DBF窄带接收系统仅仅在中频的窄带宽上进行数据采集,但却可以对宽带射频信号进行测向。本文在一维均匀线阵的条件下,采用基于窄带的MUSIC算法以及基于宽带的ISM和CSM算法对仿真得到的接收机采集数据进行了试验分析,仿真结果表明,由于中频信号的频率中心与接收机中频存在频率偏差,基于窄带算法的估计结果会产生比较大的偏差,据此,采用基于宽带的算法有助于克服这一偏差。本文采用L形阵作为二维测向算法的阵列结构,并采用两种基于L阵的2D-Esprit算法对接收机数据进行试验分析,经过对试验结果的分析证明,两种算法均会产生与一维情况时相同的估计结果偏差,对此,本文给出了矫正偏差的方案,并给出了仿真结果。结果表明,经过宽带算法矫正后结果比较理想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.3 本文主要工作和内容安排
• 第2章 中频数字化接收机及测向原理
• 2.1 引言
• 2.2 测向原理简述
• 2.3 接收系统
• 2.3.1 接收机模型简介
• 2.3.2 接收机原理分析
• 2.3.3 数据采集过程分析
• 2.3.4 带通单路采样
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于特征分解的超分辨算法
• 3.1 引言
• 3.2 阵列信号模型
• 3.2.1 窄带信号模型
• 3.2.2 宽带信号模型
• 3.3 窄带算法
• 3.3.1 MUSIC算法
• 3.3.2 仿真结果分析
• 3.4 宽带算法
• 3.4.1 ISM算法
• 3.4.2 基于修正的ISM算法
• 3.4.3 CSM算法
• 3.4.4 仿真结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 二维波达方向估计算法
• 4.1 引言
• 4.2 二维DOA估计所采用的阵列模型
• 4.3 L阵的测向性能
• 4.3.1 L阵的测向精度潜力
• 4.3.2 测向分辨力和方位一致性
• 4.4 基于L阵的二维DOA估计算法
• 4.4.1 基于L阵的2D-ESPRIT算法（算法一）
• 4.4.2 基于L阵的2D-ESPRIT算法（算法二）
• 4.5 宽带信号的二维DOA估计方案
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢