高动态飞行器阵列天线波束形成技术

本书针对高动态飞行器天线及信息传输系统的特点，研究了其对应的波束形成技术。首次系统地梳理了波束形成技术在无人机、导弹等高动态飞行器中应用所面临的问题，并针对这些问题讨论了解决方案，同时结合作者近年的科研工作提出了一些改进方案。


本书主要针对在无人机、导弹等高动态飞行器中应用波束形成所面临的具体问题，如阵列规模有限、波达方向估计误差较大、干扰相对运动等，系统地展开讨论，分析相应解决方案，具有较强的针对性。

第1章 绪论



1.1 研究的背景和意义



1.2 飞行器阵列天线研究现状



1.3 数字波束形成技术研究现状



1.3.1 概述



1.3.2 虚拟阵列波束形成技术



1.3.3 自适应波束形成的稳健性



1.3.4 零陷展宽技术



1.3.5 自适应波束形成的快速算法



第2章 DBF基础理论及高动态DBF的影响因素



2.1 数学模型



2.1.1 阵列模型



2.1.2 阵列接收数据模型



2.1.3 快拍数据模型



2.2 波束形成基本原理和性能参数



2.2.1 基本原理



2.2.2 波束图



2.2.3 阵增益



2.2.4 稳健性



2.3 常见的波束形成器



2.3.1 常规波束形成器



2.3.2 MVDR波束形成器



2.3.3 采样矩阵求逆算法



2.3.4 递推最小二乘算法



2.3.5 最小均方算法



2.4 高动态波束形成的影响因素



2.4.1 高动态特性分析



2.4.2 导向矢量误差对波束形成的影响



2.4.3 有限快拍对波束形成的影响



2.4.4 阵列性能与阵元数的关系



第3章 虚拟阵列波束形成技术



3.1 虚拟阵列构建方法概述



3.1.1 扇区内插法



3.1.2 延时求和法



3.1.3 线性预测法



3.1.4 相移法



3.1.5 各种方法比较



3.2 非圆信号共轭虚拟阵列波束形成



3.2.1 非圆信号的数学模型



3.2.2 虚拟阵列构造方法



3.2.3 相关分析及改进



3.2.4 快速实现方法



3.2.5 性能分析



3.3 共形圆阵的虚拟阵列波束形成



3.3.1 均匀圆阵模型分析



3.3.2 阵列扩展方法



3.3.3 相关分析



3.3.4 性能仿真



第4章 稳健的自适应波束形成算法



4.1 基于特征空间的波束形成技术



4.1.1 特征空间算法



4.1.2 基于子空间逼近的快速特征空间算法



4.1.3 基于方向约束的改进特征空间算法



4.2 基于变对角加载的稳健波束形成算法



4.2.1 对角加载算法原理



4.2.2 变对角加载值的选取



4.2.3 基于变对角加载的RCB算法



4.2.4 性能分析



4.3 前后向平滑技术



4.3.1 前后向平滑估计基本原理



4.3.2 前后向平滑的实数实现方法



4.5.3 基于前后向平滑的稳健波束形成算法



4.5.4 性能分析



第5章 动态干扰抑制技术



5.1 协方差矩阵锥化法



5.1.1 Mailloux法



5.1.2 Zatman法



5.1.3 协方差矩阵锥化法



5.1.4 虚拟矢量旋转法



5.1.5 几种方法的联系



5.2 导数约束法



5.2.1 基本原理



5.2.2 实现方法



5.2.3 仿真分析



5.3 稳健的零陷展宽算法



5.2.1 存在误差时的零陷展宽算法



5.3.2 零陷展宽LSMI算法



5.3.3 零陷展宽RCB算法



5.4 零陷展宽的递推算法



5.4.1 基本思路



5.4.2 对角加载的处理



5.4.3 几种锥化矩阵分析



5.4.4 计算机仿真分析



第6章 自适应波束形成的高效递推算法



6.1 基于QRD的自适应波束形成算法



6.1.1 QRD-SMI算法



6.1.2 IQRD-SMI算法



6.1.3 改进的QRDIQRD-LSM算法



6.1.4 性能分析



6.2 快拍数小于阵元数时QRD的快速算法



6.2.1 算法的原理



6.2.2 递推实现



6.2.3 性能分析



6.3 固定样本数目的递推算法



6.3.1 固定样本数目的递推QRD算法



6.3.2 固定样本数目的递推IQRD算法



6.3.3 对角加载的处理



6.3.4 性能分析

第7章 总结与展望