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DC 欄位 | 值 | 語言 |
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dc.contributor.advisor | 李枝宏(Ju-Hong Lee) | |
dc.contributor.author | Wei-Chi Lee | en |
dc.contributor.author | 李瑋琦 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-07-11T14:51:00Z | - |
dc.date.available | 2022-07-24 | |
dc.date.copyright | 2020-09-24 | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.date.submitted | 2020-08-05 | |
dc.identifier.citation | [1] Robert A. Monzingo, Thomas W. Miller, 'Introduction to Adaptive Arrays,' New York, John Wiley Sons, 1980. [2] O. L. Frost, 'An algorithm for linearly constrained adaptive array processing,' in Proceedings of the IEEE, vol. 60, no. 8, pp. 926-935, Aug. 1972. [3] I. Gupta and A. Ksienski, 'Effect of mutual coupling on the performance of adaptive arrays,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 31, no. 5, pp. 785-791, Sept. 1983. [4] S. Durrani and M. E. Bialkowski, 'Effect of mutual coupling on the interference rejection capabilities of linear and circular arrays in CDMA systems,' IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 52, no. 4, pp. 1130-1134, Apr. 2004. [5] B. Liao and S. Chan, 'Adaptive Beamforming for Uniform Linear Arrays With Unknown Mutual Coupling,' IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 11, pp. 464-467, Apr. 2012. [6] D. Astely and B. 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dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/78319 | - |
dc.description.abstract | 本篇論文結合張量分析方法與本實驗室先前所提出之極小極大方法並配合文獻中干擾加雜訊自相關矩陣重建概念,運用於多輸入多輸出雷達系統波束成型中。以提升系統對於多重誤差情境下的強健性。在非理想環境中,包括預設信號角度與實際信號角度不匹配之信號角度誤差、由於天線安裝或受於外力而產生的元件位置擾動、天線間相互電磁影響而產生之天線交耦合現象、天線間相互不匹配導致對於接收信號之增益(Gain)與相位(Phase)存在誤差、信號於傳送路徑所產生信號射散現象。這些誤差是有機會同時並存的。因此發展多重誤差環境下的強健性演算法是更符合現實環境中所應用的情境。 而透過本論文所提出之演算法,將接收到的資料向量透過張量分析所得之信號方向向量透過極小極大方法進行更精確之估計,並配合干擾加雜訊自相關矩陣重建。除了對於多重誤差情境提供了良好的強健性外,當欲接收信號功率增大時,可以避免系統將欲接收信號視為干擾一併消除之情形,大幅增加了此強健性波束成型演算法的泛用性。 | zh_TW |
dc.description.abstract | This thesis deals with the robust adaptive beamforming of MIMO radar systems in the presence of multiple mismatch scenarios. In order to improve the system's robustness against multiple error scenarios. We combine the tensor analysis with the minimax method which previously proposed by our laboratory, and utilize the concept of interference plus noise covariance matrix reconstruction presented in the literature. The multiple error scenarios include signal angle error that the presumed signal angle doesn’t match to the actual signal angle, the element position error due to the antenna installation or external force, the mutual coupling effect caused by the mutual electromagnetic influence between the antennas, the mismatch between antennas leads to errors in the gain and phase of the received signal, and the signal scattering in the transmission path. These errors may coexist at the same time. Therefore, the development of robust algorithms under the multiple error environments is more in line with the situation applied in the real environments. In developing the robust algorithms, we take the signal direction vector estimated by the tensor analysis of the received data vector. Then, the minimax method is utilized to further improve the accuracy of the estimate of the signal direction vector. Finally, we incorporate the interference plus noise autocorrelation matrix reconstruction with linearly-constrained minimum variance (LCMV) beamformer. The proposed algorithms provide superior robustness MIMO radar performance under multiple error scenarios. Moreover, they can avoid that the MIMO radar system treats the desired signal as interference and eliminate it as the signal-to-noise power ratio (SNR) increases. Computer simulations confirm the effectiveness of the proposed algorithms. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-07-11T14:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-0508202002180300.pdf: 3483519 bytes, checksum: da3f679322a8fef4e400ef4e95bb05f7 (MD5) Previous issue date: 2020 | en |
dc.description.tableofcontents | 誌謝 1 摘要 2 Abstract 3 目錄 5 Chapter 1 緒論 13 1.1 研究背景 13 1.2 研究動機 13 1.3 論文貢獻 14 1.4 論文架構 15 Chapter 2 一維線性陣列基本架構 16 2.1 數學模型 16 2.2 自相關矩陣 17 2.3 可適性波束成型 18 2.4 線性限制最小變異演算法(LCMV) 18 2.5 陣列雷達常見之誤差環境 19 2.5.1 固定角度誤差 19 2.5.2 隨機角度誤差 19 2.5.3 相加型向量誤差 20 2.5.4 天線交耦合現象 20 2.5.1 已知天線耦合現象 21 2.5.2 未知天線耦合現象 21 2.5.3 天線增益與相位誤差 22 2.5.4 一維元件位置擾動 22 2.5.5 二維元件位置擾動 23 2.5.6 同調本地射散 23 2.5.7 非同調本地射散 24 Chapter 3 對抗非理想環境之波束成型演算法 25 3.1 極小極大方法 25 3.2 特徵空間投影法 26 3.3 空間平均法 26 3.3.1 全陣列空間平均法 28 3.4 完全資料相依負載法 28 3.5 自動對角負載法 29 Chapter 4 MIMO雷達系統架構 31 4.1 MIMO雷達之數學模型 31 4.2 MIMO雷達中常見之非理想環境 33 4.2.1 固定角度誤差 33 4.2.2 隨機角度誤差 34 4.2.3 相加型向量誤差 34 4.2.4 天線耦合現象 35 4.2.5 一維元件位置擾動 35 4.2.6 二維元件位置擾動 36 4.2.7 天線增益與相位誤差 37 4.2.8 同調本地射散 37 4.2.9 非同調本地射散 38 4.3 MIMO雷達對抗環境誤差之強健性波束成型演算法 39 4.3.1 極小極大方法 39 4.3.2 特徵空間分解法 40 4.3.3 對抗存在誤差之自相關矩陣與方向向量之波束成型(IET2020) 40 4.3.4 本實驗室過去發展針對多重誤差環境於MIMO雷達系統之強健性演算法(Baim1) 44 4.3.5 本實驗室過去發展針對未知天線耦合現象用於MIMO雷達系統之強健性演算法(Baim2) 46 4.3.6 低複雜度可適性波束成型(LCRAB) 49 4.3.7 空間濾波器技術波束成型 (Spatial Filtering) 53 4.3.8 基於重建干擾加雜訊與估計信號角度之波束成型 (IPNC、IPNCSVE) 57 4.3.9 強健性最小變異數波束成型 (RMVB) 61 Chapter 5 結合張量分析之強健性MIMO雷達波束成型技術 63 5.1 張量分析法簡介 63 5.1.1 張量數學式介紹 63 5.1.2 張量分解 66 5.2 張量分析法結合極小極大與重建干擾加雜訊自相關矩陣法(Algorithm 1) 68 5.2.1 對接收到之資料向量進行張量分析 68 5.2.2 以預設指引向量決定張量分析結果中之欲接收信號方向向量並帶入極小極大方法 71 5.2.3 重建干擾加雜訊矩陣 72 5.3 Algorithm 1複雜度分析 73 5.3.1 張量分析部分複雜度計算 73 5.3.2 由張量分析結果選取欲接收信號方向向量並進行極小極大疊代之複雜度分析 77 5.3.3 干擾加雜訊自相關矩陣重建與LCMV演算法之複雜度分析 78 5.3.4 總計Algorithm 1經過以上三階段之整體複雜度 78 5.4 實驗模擬 80 Chapter 6 MIMO雙基地雷達於含有未知天線耦合效應環境之實驗模擬 83 6.1 指引向量誤差+未知天線耦合效應 雙重誤差環境模擬 83 6.1.1 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應 83 6.1.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應 87 6.1.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+未知天線耦合效應雙重誤差環境 91 6.2 指引向量誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差三重誤差環境模擬 95 6.2.1 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 95 6.2.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 99 6.2.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 103 6.3 指引向量誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動之三重誤差環境模擬 107 6.3.1 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件擾動 107 6.3.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件擾動 112 6.3.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動 117 6.4 指引向量誤差+未知天線耦合效應+元件位置擾動+信號本地射散之四重誤差環境模擬 122 6.4.1 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動+同調本地射散 122 6.4.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動+同調本地射散 134 6.4.3 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動+非同調本地射散 140 6.4.4 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+二維元件位置擾動+非同調本地射散 146 6.5 指引向量誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+信號本地射散之四重誤差環境模擬 152 6.5.1 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+同調本地射散 152 6.5.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+同調本地射散 157 6.5.3 雙基地雷達 固定角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+非同調本地射散 162 6.5.4 雙基地雷達 隨機角度誤差+未知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+非同調本地射散 167 Chapter 7 MIMO雙基地雷達於含有已知天線耦合效應環境之實驗模擬 172 7.1 指引向量誤差+已知天線耦合效應雙重誤差模擬環境 172 7.1.1 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應 172 7.1.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應 176 7.1.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+已知天線耦合效應雙重誤差環境 180 7.2 指引向量誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差三重誤差環境模擬 184 7.2.1 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 184 7.2.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 188 7.2.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差 192 7.3 指引向量誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動之三重誤差環境模擬 196 7.3.1 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件擾動 196 7.3.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件擾動 201 7.3.3 雙基地雷達 相加型指引向量誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動 206 7.4 指引向量誤差+已知天線耦合效應+元件位置擾動+信號本地射散之四重誤差環境模擬 211 7.4.1 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動+同調本地射散 211 7.4.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動+同調本地射散 217 7.4.3 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動+非同調本地射散 223 7.4.4 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+二維元件位置擾動+非同調本地射散 229 7.5 指引向量誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+信號本地射散之四重誤差環境模擬 235 7.5.1 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+同調本地射散 235 7.5.2 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+同調本地射散 241 7.5.3 雙基地雷達 固定角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+非同調本地射散 246 7.5.4 雙基地雷達 隨機角度誤差+已知天線耦合效應+天線增益與相位誤差+非同調本地射散 251 Chapter 8 總結與未來研究方向 256 REFERENCE 259 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 結合張量分析應用於解決非理想環境下的多輸入多輸出雷達之強健性波束成型技術 | zh_TW |
dc.title | Robust Beamforming Based on Tensor Analysis for MIMO Radar under Mismatched Scenarios | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 108-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 蘇炫榮(Hsuan-Jung Su),謝宏昀(Hung-Yun Hsieh),劉玉蓀(Yu-Sun Liu) | |
dc.subject.keyword | 張量分析,干擾加雜訊自相關矩陣,多輸入多輸出雷達,信號角度誤差,元件位置擾動,交耦合現象,信號射散現象, | zh_TW |
dc.subject.keyword | tensor analysis,interference plus noise covariance matrix,MIMO radar,signal angle error,element position error,mutual coupling,signal scattering, | en |
dc.relation.page | 262 | |
dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202002428 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2020-08-05 | |
dc.contributor.author-college | 電機資訊學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 電信工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 電信工程學研究所 |
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