导读:本文包含了虚拟天线阵论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:虚拟天线阵,波束形成,波达方向估计,零陷展宽
虚拟天线阵论文文献综述
赵宇[1]（2018）在《基于四阶统计量的虚拟天线阵波束形成及DOA估计技术研究》一文中研究指出自适应波束形成和波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计都属于阵列信号处理技术,在军事和民用无线通信领域都有重要作用。阵列天线自适应波束形成大都需要准确的期望信号方向信息,与DOA估计的关系十分密切。将DOA估计的结果作为自适应波束形成的先验信息,能够提高其输出性能。但是,常规自适应波束形成和DOA估计方法的性能受限于阵列天线的实际阵元数量和孔径大小,当阵列天线处理的信源数量超过实际阵列自由度时,常规自适应波束形成方法的输出性能和常规DOA估计方法的分辨性能都会严重下降。基于四阶统计量的虚拟天线阵技术能够通过构造虚拟阵元,增加阵列天线的自由度,并有效扩展阵列孔径,提高阵列天线波束形成的输出性能和DOA估计的分辨性能。本论文首先研究基于四阶统计量的虚拟天线阵DOA估计技术,提高了DOA估计的分辨性能,为自适应波束形成提供更精确的DOA估计结果作为先验信息。然后,重点研究了基于四阶统计量的虚拟天线阵波束形成技术,目标是提高阵列天线波束形成的输出性能。主要研究内容如下:1.针对阵列天线自适应波束形成大都需要准确的期望信号方向的问题,提出了两种虚拟天线阵DOA估计方法,能够为自适应波束形成提供更精确的DOA估计结果。首先通过重构四阶协方差矩阵,提出了一种重构四阶统计量的多重信号分类(Reconstructed Fourth Order Statistics Based Multiple Signal Classification,RFO-MUSIC)方法,与常规FO-MUSIC方法相比,在不增加计算复杂度的前提下,提高了DOA估计的分辨性能。然后,在RFO-MUSIC方法的基础上,结合共轭虚拟阵列扩展技术,提出了一种基于二次虚拟扩展的多重信号分类(Twice Virtual Extension MUSIC,TVEM)方法,与现有虚拟天线阵DOA估计方法相比分辨性能更高,代价是计算复杂度增加。2.针对四阶统计量虚拟天线阵波束形成方法计算复杂度较高,无法像常规自适应波束形成方法一样适用于快速波束形成的问题,提出了一种半虚拟天线阵(Semi Virtual Antenna Array,SVAA)波束形成方法。该方法通过单位矩阵与采样协方差矩阵的克罗内克积扩展协方差矩阵,利用置零响应的线性约束抑制了超自由度干扰;并且根据单位矩阵和克罗内克积的数学性质,推导出了加权矢量的快速计算方法,将计算复杂度减少至与常规自适应波束形成方法接近。3.针对干扰快速运动的情况下,较少的阵列天线实际阵元数会限制波束形成零陷展宽方法性能的问题,提出了两种虚拟天线阵波束形成零陷展宽方法。首先提出了一种基于四阶统计量的协方差矩阵锐化(Fourth Order Statistics Based Covariance Matrix Taper,FO-CMT)波束形成零陷展宽方法,通过重构四阶干扰加噪声协方差矩阵,并结合协方差矩阵锐化技术,提高了阵列天线波束形成零陷展宽的输出性能。然后,提出了一种基于协方差矩阵扩展的线性约束(Covariance Matrix Expansion Based Linear Constraint Sector Suppressed,CME-LCSS)波束形成零陷展宽方法,通过协方差矩阵扩展,构建了更多置零响应的线性约束。与目前最先进的LCSS波束形成零陷展宽方法相比,CME-LCSS方法的波束形成零陷展宽性能更好,有效地抑制了快速运动干扰,提高了阵列天线波束形成的输出性能。4.针对存在阵列流型误差的情况下,现有阵列天线波束形成零陷展宽方法的性能都会严重下降的问题,提出了一种抗阵列流型误差的虚拟天线阵(Virtual Antenna Array Against Array Calibration Errors,VAACE)波束形成零陷展宽方法,VAACE方法结合不确定集约束和对角加载技术,并扩展采样协方差矩阵和阵列导向矢量,再根据校正后的导向矢量构建置零响应的线性约束。与现有方法相比,VAACE方法的波束形成零陷展宽性能大幅度提高,对阵列流型误差具有较好的稳健性,更好地抑制了快速运动干扰,提高了阵列天线波束形成的输出性能。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-04-01）
李军[2]（2017）在《基于虚拟天线阵的综合孔径辐射计成像方法研究》一文中研究指出综合孔径辐射计采用稀疏排布的小孔径天线阵列合成等效的大孔径天线,能够实现瞬时、宽视场、高分辨率成像,避免了传统实孔径辐射计的大孔径天线加工困难以及需要机械扫描的不足。由于上述优势,自20世纪80年代末由射电天文引入对地遥感应用以来,综合孔径辐射测量相关技术与应用得到了极大的发展,以欧洲、美国和中国为首的主要国家或组织都在积极发展以综合孔径辐射计为载荷的卫星遥感观测计划。然而,已有研究表明微波辐射测量遭受了严重的射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)影响,这些射频干扰分布在多个频段,呈强点源辐射特征,通常来自于人为因素,能够淹没原始微波辐射信号,极大恶化了微波辐射测量应用。不同于实孔径辐射测量,由于宽视场以及有限空间频率采样导致成像结果的吉布斯(Gibbs)效应,射频干扰对综合孔径辐射计的恶化作用更为显着。针对当前微波辐射测量应用中面临的严重射频干扰源问题,本文在深入分析综合孔径辐射测量与一般天线阵列处理原理的基础上,提出基于虚拟天线阵的综合孔径辐射计成像方法。本文的主要工作概述如下:(1)在简要介绍微波辐射测量原理的基础上,推导了综合孔径干涉测量模型,分析了综合孔径成像基本原理。并基于综合孔径干涉测量和一般阵列处理的基本原理,从数学模型与等效阵列因子两方面重点研究了综合孔径干涉测量和一般阵列处理的统一数学框架。理论分析表明,基于一般阵列模型的空间匹配滤波数字波束形成方法等价于综合孔径辐射计测量可见度函数经过某个窗函数的傅里叶变换,其中该窗函数为天线阵列位置决定二维序列的自相关函数。因而可以得到,对于具有稀疏阵列排布的综合孔径辐射计,直接应用基于一般阵列处理模型的波束形成方法将导致恶化的成像性能。(2)针对已有综合孔径辐射计成像方法对应等效阵列因子特征(如零陷位置、零陷深度、旁瓣水平、主波束效率等)无法有效调整的不足,提出基于阵列因子综合的综合孔径辐射计成像方法。该方法建立了综合孔径辐射计与虚拟天线阵的等效数学模型,给出了综合孔径辐射计阵列因子的一般表达,并由此提出了基于权向量范数最小化和旁瓣水平最小化的阵列因子综合方法。此外,进一步分析了提出阵列因子综合方法与传统窗函数的数学关系,并由此提出了权向量标度化的必要性。理论分析表明,在一定的条件下,本文提出的方法可以等价于A.Camps等人先前提出的方法以及经典傅里叶方法。最后,通过仿真分析和欧空局SMOS卫星实测数据证实了本文提出方法的有效性,并定性和定量地评估了本文提出方法对SMOS射频干扰源的缓解性能。SMOS射频干扰源缓解实验结果表明:由于SMOS系统存在的残余校正误差,基于权向量范数最小化模型的阵列因子综合方法能有效地缓解中等或较弱强度的射频干扰源;而针对强射频干扰源,在损失空间分辨率的代价下,基于旁瓣水平最小化模型的阵列因子综合方法具有更好的射频干扰源缓解性能。(3)基于综合孔径辐射计的稀疏阵列排布特点,提出了基于增广协方差矩阵的射频干扰源定位方法。该方法将具有稀疏阵列的综合孔径辐射计等效为具有更多阵元的虚拟全填充阵,分析了典型综合孔径辐射计阵列(如U、T、Y和六边形阵等)的虚拟全填充阵模型,研究了由原始测量可见度函数实现虚拟填充阵增广协方差矩阵构造的方法,并以MUSIC算法为例,提出了基于增广协方差矩阵的高分辨率射频干扰源定位方法。针对SMOS射频干扰源定位应用,具体分析了SMOS Y形阵的虚拟全填充阵构造方法,并通过实测SMOS数据证实了提出方法的有效性。实测SMOS数据实验结果表明,在与先前方法具有可比较的定位精度条件下,提出方法的射频源定位结果具有更好的空间分辨率、更小的旁瓣或拖尾效应以及最大的可辨识射频源个数等优势。此外,针对辐射场景成像应用,进一步研究了基于增广协方差矩阵的数字波束形成方法,并通过华中科技大学综合孔径辐射计HUST-ASR原型样机实验证实了提出方法的有效性。(4)基于射频干扰源的空间稀疏分布特性,提出了基于压缩感知的射频干扰源定位方法。基于综合孔径辐射计的虚拟天线阵模型,结合射频干扰源的空间稀疏分布特性,提出了基于?1范数最小化和重加权?1范数最小化的射频干扰源定位方法,并分析了该方法涉及正则化参数选取以及相关器损坏或接收机失效条件下的射频干扰源定位问题。仿真分析和实测SMOS数据实验结果证实了提出方法的有效性。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-02-01）
虚拟天线阵论文开题报告
（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：
综合孔径辐射计采用稀疏排布的小孔径天线阵列合成等效的大孔径天线,能够实现瞬时、宽视场、高分辨率成像,避免了传统实孔径辐射计的大孔径天线加工困难以及需要机械扫描的不足。由于上述优势,自20世纪80年代末由射电天文引入对地遥感应用以来,综合孔径辐射测量相关技术与应用得到了极大的发展,以欧洲、美国和中国为首的主要国家或组织都在积极发展以综合孔径辐射计为载荷的卫星遥感观测计划。然而,已有研究表明微波辐射测量遭受了严重的射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)影响,这些射频干扰分布在多个频段,呈强点源辐射特征,通常来自于人为因素,能够淹没原始微波辐射信号,极大恶化了微波辐射测量应用。不同于实孔径辐射测量,由于宽视场以及有限空间频率采样导致成像结果的吉布斯(Gibbs)效应,射频干扰对综合孔径辐射计的恶化作用更为显着。针对当前微波辐射测量应用中面临的严重射频干扰源问题,本文在深入分析综合孔径辐射测量与一般天线阵列处理原理的基础上,提出基于虚拟天线阵的综合孔径辐射计成像方法。本文的主要工作概述如下:(1)在简要介绍微波辐射测量原理的基础上,推导了综合孔径干涉测量模型,分析了综合孔径成像基本原理。并基于综合孔径干涉测量和一般阵列处理的基本原理,从数学模型与等效阵列因子两方面重点研究了综合孔径干涉测量和一般阵列处理的统一数学框架。理论分析表明,基于一般阵列模型的空间匹配滤波数字波束形成方法等价于综合孔径辐射计测量可见度函数经过某个窗函数的傅里叶变换,其中该窗函数为天线阵列位置决定二维序列的自相关函数。因而可以得到,对于具有稀疏阵列排布的综合孔径辐射计,直接应用基于一般阵列处理模型的波束形成方法将导致恶化的成像性能。(2)针对已有综合孔径辐射计成像方法对应等效阵列因子特征(如零陷位置、零陷深度、旁瓣水平、主波束效率等)无法有效调整的不足,提出基于阵列因子综合的综合孔径辐射计成像方法。该方法建立了综合孔径辐射计与虚拟天线阵的等效数学模型,给出了综合孔径辐射计阵列因子的一般表达,并由此提出了基于权向量范数最小化和旁瓣水平最小化的阵列因子综合方法。此外,进一步分析了提出阵列因子综合方法与传统窗函数的数学关系,并由此提出了权向量标度化的必要性。理论分析表明,在一定的条件下,本文提出的方法可以等价于A.Camps等人先前提出的方法以及经典傅里叶方法。最后,通过仿真分析和欧空局SMOS卫星实测数据证实了本文提出方法的有效性,并定性和定量地评估了本文提出方法对SMOS射频干扰源的缓解性能。SMOS射频干扰源缓解实验结果表明:由于SMOS系统存在的残余校正误差,基于权向量范数最小化模型的阵列因子综合方法能有效地缓解中等或较弱强度的射频干扰源;而针对强射频干扰源,在损失空间分辨率的代价下,基于旁瓣水平最小化模型的阵列因子综合方法具有更好的射频干扰源缓解性能。(3)基于综合孔径辐射计的稀疏阵列排布特点,提出了基于增广协方差矩阵的射频干扰源定位方法。该方法将具有稀疏阵列的综合孔径辐射计等效为具有更多阵元的虚拟全填充阵,分析了典型综合孔径辐射计阵列(如U、T、Y和六边形阵等)的虚拟全填充阵模型,研究了由原始测量可见度函数实现虚拟填充阵增广协方差矩阵构造的方法,并以MUSIC算法为例,提出了基于增广协方差矩阵的高分辨率射频干扰源定位方法。针对SMOS射频干扰源定位应用,具体分析了SMOS Y形阵的虚拟全填充阵构造方法,并通过实测SMOS数据证实了提出方法的有效性。实测SMOS数据实验结果表明,在与先前方法具有可比较的定位精度条件下,提出方法的射频源定位结果具有更好的空间分辨率、更小的旁瓣或拖尾效应以及最大的可辨识射频源个数等优势。此外,针对辐射场景成像应用,进一步研究了基于增广协方差矩阵的数字波束形成方法,并通过华中科技大学综合孔径辐射计HUST-ASR原型样机实验证实了提出方法的有效性。(4)基于射频干扰源的空间稀疏分布特性,提出了基于压缩感知的射频干扰源定位方法。基于综合孔径辐射计的虚拟天线阵模型,结合射频干扰源的空间稀疏分布特性,提出了基于?1范数最小化和重加权?1范数最小化的射频干扰源定位方法,并分析了该方法涉及正则化参数选取以及相关器损坏或接收机失效条件下的射频干扰源定位问题。仿真分析和实测SMOS数据实验结果证实了提出方法的有效性。
（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。
虚拟天线阵论文参考文献
[1].赵宇.基于四阶统计量的虚拟天线阵波束形成及DOA估计技术研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[2].李军.基于虚拟天线阵的综合孔径辐射计成像方法研究[D].华中科技大学.2017