用于卫星多波束赋形天线的自适应闭环调零算法及其实现

作     者：张博一 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陶海红

授予年度：2014年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：阵列信号处理 自适应调零算法 闭环测向算法 闭环迭代算法 

摘      要：随着电子战技术的发展，在战争发生时军用通信卫星已基本不可能在没有干扰的环境中工作。来自地面的上行干扰将极大地影响卫星通信链路性能，因此用于通信卫星的自适应调零天线是军用通信卫星抗干扰的关键技术之一。 本文首先介绍了多波束赋形天线阵列信号模型、最优波束形成准则和阵列信号处理自适应迭代算法，并简要介绍了星载自适应调零天线系统。然后结合多波束天线方向图主要研究了基于闭环迭代的自适应调零算法，并在此基础上研究了迭代测向算法和闭环体制自适应调零系统。 针对多波束天线的自适应抗干扰技术，首先研究了自适应变步长的功率倒置算法，将Sigmoid函数和NLMS的自适应变步长算法应用于多波束自适应调零，并对其性能进行了分析比较。之后研究了将递推最小二乘算法应用于多波束自适应调零。给出了一种在自适应步长上加入保形策略的单路功率倒置算法。最后通过仿真实验验证了算法的有效性，并进行了性能分析。 然后在单路功率倒置算法的基础上，研究了闭环测向算法。通过理论分析和仿真实验验证了其有效性。基于递推最小二乘算法，提出了闭环测向算法。基于实测多波束方向图的仿真实验，验证了两种测向算法具有较高的测向精度。 最后在保形的单路功率倒置算法基础上，提出了一种闭环调零天线系统的实现方案，研究了中央处理器的实现构架。并设计了整个系统的工作流程，简要地分析了中央处理器的调零策略。