復(fù)合制導(dǎo)體制下毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法研究

復(fù)合制導(dǎo)體制下毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法研究復(fù)合制導(dǎo)體制下毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法研究

摘要：隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，毫米波通信逐漸成為未來(lái)無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。共形陣列是毫米波通信中常用的波束形成技術(shù)之一。本文研究了在復(fù)合制導(dǎo)體制下，毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法，通過(guò)對(duì)波束形成的原理和復(fù)合制導(dǎo)體制的特點(diǎn)進(jìn)行分析研究，提出了一種高效的數(shù)字波束形成方法，并對(duì)其性能進(jìn)行了仿真分析。

1.引言

復(fù)合制導(dǎo)體制是指利用多個(gè)天線元件，并通過(guò)相位控制器對(duì)其進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)波束的聚焦與形成。在毫米波通信中，復(fù)合制導(dǎo)體制可以有效地集中天線能量，增強(qiáng)信號(hào)傳輸距離，提高通信質(zhì)量。因此，研究復(fù)合制導(dǎo)體制下的數(shù)字波束形成方法對(duì)于毫米波通信的發(fā)展具有重要意義。

2.毫米波共形陣列的基本原理

毫米波共形陣列是利用天線單元的方向性輻射特性，通過(guò)合理設(shè)計(jì)天線陣列的形狀和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)波束形成的技術(shù)。其基本原理是通過(guò)控制天線單元的相位和振幅，使得天線單元的合成輻射方向集中在特定的方向上，實(shí)現(xiàn)波束的指向性輻射。

3.復(fù)合制導(dǎo)體制下的數(shù)字波束形成方法

在復(fù)合制導(dǎo)體制下，數(shù)字波束形成方法可以采用兩步法進(jìn)行。首先，通過(guò)測(cè)量復(fù)合制導(dǎo)體制下的天線陣列的阻抗矩陣，計(jì)算得到天線單元之間的空間相關(guān)矩陣。然后，通過(guò)最小均方誤差準(zhǔn)則，對(duì)天線單元的相位進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)波束的形成。具體步驟如下：

（1）測(cè)量阻抗矩陣：通過(guò)天線測(cè)試儀器測(cè)量得到復(fù)合制導(dǎo)體制下的天線陣列的阻抗矩陣，包括天線單元之間的相位差和振幅差等信息。

（2）計(jì)算空間相關(guān)矩陣：利用測(cè)量得到的阻抗矩陣，計(jì)算得到天線單元之間的空間相關(guān)矩陣，用于后續(xù)的波束形成。

（3）相位優(yōu)化：通過(guò)最小均方誤差準(zhǔn)則，對(duì)天線單元的相位進(jìn)行優(yōu)化，使得合成輻射方向與目標(biāo)方向盡可能接近。

（4）波束形成：根據(jù)優(yōu)化得到的相位，通過(guò)控制天線單元的相位和振幅，實(shí)現(xiàn)波束的形成，同時(shí)保持與目標(biāo)方向的對(duì)準(zhǔn)。

4.數(shù)字波束形成方法的仿真分析

為了驗(yàn)證所提出的數(shù)字波束形成方法的有效性，進(jìn)行了仿真分析。采用Matlab軟件，利用波束形成算法對(duì)復(fù)合制導(dǎo)體制下的毫米波共形陣列進(jìn)行模擬。通過(guò)仿真分析，得到了波束形成的結(jié)果。結(jié)果顯示，所提出的數(shù)字波束形成方法可以有效地實(shí)現(xiàn)波束的形成和指向性輻射。

5.結(jié)論

本文研究了復(fù)合制導(dǎo)體制下的毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法，并進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明，所提出的方法可以有效地實(shí)現(xiàn)波束的形成和指向性輻射。該研究為毫米波通信的發(fā)展提供了基礎(chǔ)理論和實(shí)用方法。

綜合以上研究結(jié)果，本文提出了一種基于復(fù)合制導(dǎo)體制的毫米波共形陣列的數(shù)字波束形成方法，并通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了該方法的有效性。該方法通過(guò)測(cè)量阻抗矩陣，計(jì)算空間相關(guān)矩陣，并對(duì)天線單元的相位進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了波束的形成和指向性輻射。仿真結(jié)果表明，所提出的方法可以有效地實(shí)現(xiàn)毫米波的波束形成和指向性輻射。這一研究為毫米波通信的發(fā)展提供了基礎(chǔ)理論和實(shí)用方法，有望在實(shí)際