基于复杂载体的共形软件天线设计技术研究

基于复杂载体的共形软件天线不仅具有重要的工程应用价值同时也具有较强的学术研究价值。本项目拟研究基于复杂载体的共形软件天线中的若干关键技术，构建一个适合复杂载体上共形软件天线的算法库，使系统能根据环境变化自动从算法库中选择最优的算法，让天线系统能在复杂载体的电磁环境中保持最优性能。项目的研究内容包括：复杂载体上的共形天线单元形式及阵列布局对软件天线性能的影响；复杂载体上共形天线阵列的分析与综合，完成共形阵列算法；基于复杂载体软件天线的共形DOA估计和共形DBF方法研究；复杂载体上软件天线的算法分集与合并技术；建立适用于复杂载体共形软件天线的设计方法和流程。

本项目针对复杂载体共形软件天线设计过程中的几个关键技术完成了以下研究工作。包括：1、复杂载体共形天线单元的分析。在积分方程基础上，利用等效电磁流混合场积分方程(JMCFIE)方法，有限元——边界积分(FE-BI)以及等效原理算法(EPA)对共形天线单元进行了精确分析。2、复杂载体上共形天线阵列的分析与综合。对电大载体上的共形阵列的分析，研究了基于等效原理和物理光学混合方法(EPA-PO)；对大型阵列天线，提出了基于周期格林函数的等效原理算法(PEPA)；对复杂载体上的阵列综合，提出了基于杂草入侵(IWO)的多目标优化方法；利用交替投影算法(AP)对共形阵的主极化和交叉极化进行同时优化；此外，还提出了基于压缩感知(CS)的共形稀疏阵列综合技术。3、复杂载体共形软件天线DOA估计和DBF算法研究。研究了适用任意共形阵列几种免搜索DOA估计方法法，包括：阵列流型分离技术(MST)和傅里叶域(FD)变换技术；提出了一种基于空间内插的ESPRIT算法(Interpolation-ESPRIT)。同时，针对小采样数下的DOA估计，研究了基于压缩感知的估计方法。在波束形成方面，提出了两种稳健的波束形成器:基于空间内插变换和基于阵列流型分离的波束形成器。4、针对上述方法的优势及特点，研究了基于信号环境识别以及算法分集的软件天线架构，并给出了几种典型架构的实现方式。.项目执行期间，共发表学术论文22篇，其中期刊论文12篇，会议论文10篇(有10篇论文被SCI检索)。培养了3名博士生，4名硕士生及1名参研青年。