MIMO雷达发射波束成形技术研究

该文采用基于现代优化理论优化发射信号的互相关矩阵的方法来形成所期望的天线发射方向图以实现发射波束成形。建立了方向图设计的数学模型,通过最小化代价函数来获得数值优化结果。采用混合遗传算法来优化选择多输入多输出(MIMO)雷达相关信号的互相关矩阵,以实现向期望空间方向图的逼近。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。

无相位反馈的分布式发射波束成形技术研究

分布式发射波束成形技术是实现协作通信的一种有效方式,而分布式发射波束成形面临的主要技术挑战有发射信息共享、载波同步、发射时间同步等。本文针对这些技术挑战利用时分双工系统前后向信道的一致性,提出了一种不需要在节点之间反馈相位控制信息的分布式发射波束成形技术。在此基础上,发射节点和目标节点之间数据传输采用OFDM技术,提出了对每个子载波信号分别进行发射波束成形的实现方法。

动态超表面天线阵列混合发射波束成形

动态超表面天线(dynamic metasurface antenna,DMA)阵列是一种可实现模拟-数字混合波束成形的新型阵列结构,其模拟波束成形部分由DMA实现,系统实现的复杂度低。本文研究基于DMA阵列的混合发射波束成形,核心问题是模拟与数字发射权值的联合优化。该文基于交替优化思想将模拟-数字权值联合优化问题分解为多个子问题,提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)的求解方法。该方法首先引入辅助变量简化问题模型,然后通过交替优化求解辅助变量、数字权值和模拟权值。其中,辅助变量求解具有闭式表达式,数字权值与模拟权值解耦合后利用ADMM分别求解。仿真结果表明,DMA阵列与典型的唯相混合阵列和恒模约束下的唯相阵列相比,具有更好的混合发射波束成形性能。

一种多周期变步长分布式发射波束成形方案

针对传统分布式发射波束成形方案调整速度慢、系统复杂度高的缺点,提出了一种全新的多周期变步长调整方案。通过不断减小每一相位调整周期的步长,来逐步弱化各个节点相位与期望值之间的差距,使接收端收到的信号强度能以更快的速度达到最大。仿真结果验证了变步长方案的可行性,在同等条件下,变步长方案较传统方案相比能以更快的收敛速度实现相位对齐,使接收端同时获得阵列增益和分集增益。同时变步长方案也为循环优化问题提供了一种新的思路。