自适应单脉冲天线角度估计算法研究(3)
1.2 国内外研究动态和发展趋势
1.3 本文的主要工作和内容安排
1.3.1 毕业设计的主要工作
本次毕业设计的主要工作是以自适应单脉冲角度估计算法为中心，对自适应波束形成技术，单脉冲基础，传统单脉冲天线角度估计算法等进行了学习。在掌握单脉冲跟踪技术基本原理后，利用Matlab软件完成了自适应单脉冲角度估计算法在某些特殊圆阵（如三角格点下的圆阵，具有39个阵元随机分布的稀疏圆阵[6] 及矩形平面阵）下的仿真与验证。其次，对DSP硬件平台BWDSP100要有初步的认识，并了解在BWDSP100硬件平台上算法移植的具体流程。
1.3.2 本文的内容安排
第1章：绪论。给出了本课题的研究背景。介绍了国内外在相关领域的发展过程及现状，阐述了本课题的研究意义和本文的主要工作。
第2章：自适应波束形成与单脉冲技术简介。在介绍阵列天线的基本概念及其数学模型后，引出了自适应波束形成的概念，之后又介绍了本文算法中用到的最基本的波束形成准则和算法：线性约束最小方差准则(LCMV)，最小均方误差（LMS）算法。最后，对传统单脉冲角度估计的基本原理及常用方法做了简略的说明。
第3章：自适应单脉冲角度估计算法研究。主要介绍了利用Nickel[6] 的单脉冲角度估计通用公式得到的自适应单脉冲角度估计算法，以及该算法在一些平面阵列下的仿真结果。最后对此算法做了性能评估并提出了改进的想法。
第4章：BWDSP100软件平台简介。简单地介绍了BWDSP100硬件及软件平台，并给出了后续算法移植和实时性测试工作的流程图。
第5章：全文总结。对全文的工作进行总结，指出论文存在的不足及今后需要继续进行的研究工作。
第2章 自适应波束形成与单脉冲技术简介
2.1 阵列天线基础与相关算法准则简介
2.1.1 阵列天线基础
近20年来，阵列信号处理作为信号处理的一个重要分支[1] ，在通信、雷达、声纳、地震勘探、射电天文等领域获得了广泛应用和迅速发展，其理论和技术上积累的大量成果有助于在移动通信系统中应用。
阵列天线是一种实现空分多址的信号处理技术。其基本思想是：通过一定结构的天线阵列，充分利用不同天线阵元接收的信号载波特性来获得期望信源的空间信息，从而将天线的方向图指向该信源，并在干扰方向上形成零陷，抑制干扰，使输出信号干扰噪声比（SINR）达到最大。通常阵列天线技术应用于无线通信系统中的基站，由多个天线单元组成，每个天线后接一个加权器。即乘以某一个系数，这个系数通常是复数，既调节幅度又调节相位，最后用相加器进行合并，这种结构的阵列天线只能完成空域处理。同时具有空域、时域处理能力的阵列天线在结构上相对复杂些，每个天线后接的是一个延时抽头加权网络，可以实现宽带复数加权。
设 代表方位角， 代表俯仰角，信号从 方向入射到一个任意的天线阵列上，如图所示。则第 个阵元与处于原点的参考阵元的相位差可以表示如图 2 1下：
(式2.1)
其中， 表示窄带平面波的波数， ， 为波长，其中 是空间传播速度， 是载波频率， 代表相位差， 代表第 个阵元与原点的距离， 为第个阵元的空间坐标。
图 2 1任意阵列天线结构示意图
2.1.2 最小均方算法(LMS)
在CDMA,OFDM系统中常采用PN码或导频信号作为参考信号，基于参考信号的算法，最有代表性的是LMS(最小均方)算法。该算法在抗多径干扰方面取得较好的应用。LMS算法是随机梯度算法族的一员。它和最速下降算法是相区别的。该算法在随机输入文纳滤波器递归计算中使用确定性梯度。LMS算法的一个最显著的特点是它的简单性，因为它不需要计算有关相关函数，也不需要矩阵求逆计算。