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低轨卫星智能天线对地快速波束赋形技术研究与实现(3)

时间:2021-11-13 21:29来源:毕业论文
1。2。 国内外研究现状 1。3。 本文的研究内容 本文共分为三章,具体内容安排如下: 第一章为绪论部分,简要概述本论文的研究背景及意义,并调研了波

1。2。 国内外研究现状

1。3。 本文的研究内容

本文共分为三章,具体内容安排如下: 第一章为绪论部分,简要概述本论文的研究背景及意义,并调研了波束赋形算法的国内

外研究现状。

第二章介绍一维线阵模型以及星载天线广泛采用的三角栅格阵列模型,对传统的切比雪 夫和泰勒加权综合法进行了一定的探讨并作出了 matlab 仿真。

第三章研究基于 FFT 的智能天线快速方向图综合技术,阐明了算法的原理,分为有无干 扰两种情况,并对算法的收敛速度和运算量做出了分析,以 37 阵元三角形栅格阵列为例给出 了 matlab 仿真结果。

2。 智能天线及其方向图综合基础

2。1。 智能天线阵列模型

2。1。1。 一维线阵模型

图 1 一维线阵模型

如图 1 所示,由 N 个位于 x 轴的各向同性阵元构成的直线阵,阵元间距为 d,在不考虑 阵元间互耦的情况下,阵列在远场区θ方向上的方向图 F(θ)可以表示成单元方向图 EF(θ)和阵 因子 AF(θ)的乘积:来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

其中,e 为自然数,An 是阵元的复数激励,k 是波数(2/ ),λ是自由空间波长。将 AF

看成看成是sin的函数  AFsin,式(2)为一个有限长度的一维傅里叶逆变换,则 AFsin

的傅里叶变换可以得到阵列的激励系数 An ,即阵因子 AF 与激励系数 An 构成傅里叶变换对。 AFsin的周期为/ d ,在任何一个周期内对sin的抽样都包含了 AFsin的所有信息,本 文所选择的sin的范围为 - 0。5/ d sin0。5/ d 。复电流激励系数通过一维 IFFT 后得到

的阵因子 AFsin是在 sin平面内均匀分布的离散值,选择采样点数量为 K,要求 K>>N。 通过 K 点一维 FFT 得到复电流激励系数

若引入导向矢量,导向矢量是阵列天线的所有阵元对具有单位能量窄带信源的响应。由 于阵列响应在不同方向上是不同的,导向矢量与信源的方向是相互关联的,这种关联的独特 性依赖于阵列的几何结构。对于同一性阵元阵列,导向矢量的每一元素具有单位幅度[19]。它 的第 n 个元素的相位与第 n 个阵元感应的信号与参考阵元感应的信号间的相位差相同,令参考 阵元感应的信号相位为 0,则 N 元均匀直线阵的导向矢量为

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