一种十字形天线阵及其性能研究

本文提出一种智能天线阵列,使用样本相关矩阵直接求逆算法(DMI)通过Matlab仿真得出阵列的方向图,输出信噪比与输入角度及输入噪声幅度的关系图,在同等条件下对阵元数相同的均匀直线阵、均匀圆阵进行仿真,与之对比.比较结果表明其方向图优于均匀直线阵和均匀圆阵,克服了均匀直线阵主瓣波束对称出现干扰信号与期望信号对称于出现时天线不能正常工作的问题;输出信噪比与均匀直线阵相当,优于均匀圆阵;天线尺寸比均匀直线阵大大减小,比均匀圆阵大.     

皮智能天线中的LMS自适应波束形成研究

自适应波束形成是智能天线的核心技术,其主要思想是利用自适应算法调整阵列权向量,使天线主瓣指向有用信号,干扰方向对准零陷,尽可能地提高阵列输出所需信号的强度,同时减小干扰信号的强度,从而提高阵列输出的信噪比.运用MATLAB仿真对LMS算法收敛性能进行常规研究,但重点研究了收敛因子、阵元个数、阵元间距等阵列系统因素,以及阵列接收信号过程中两波束夹角对LMS自适应波束形成性能的影响,为进一步优化自适应波束形成的性能奠定了基础.     

一种多波束阵列重构导航抗干扰算法

多波束抗干扰技术根据期望信号与干扰信号来向自适应形成主瓣和零陷，从而达到抑制导航干扰并增强期望信号的目的。多波束抗干扰技术的性能与阵列规模有着直接关系，更大规模阵列的抗干扰性能更好，但在工程应用中会受到算法收敛速度、硬件资源消耗与抗干扰处理实时性等方面限制，而小尺寸阵列抗干扰性能明显降低。针对这一问题，提出了一种多波束阵列重构导航抗干扰方法，针对不同期望信号与干扰信号来向分别进行优化，通过在全阵列中优化选取部分阵元组成最优子阵列，使用不同子阵列结构对不同来向期望信号进行波束形成。     

弧形智能天线阵列结构

智能天线是当前通信领域的热门技术之一,常规的天线阵列有均匀直线阵列和均匀圆形阵列。本文提出了弧形智能天线阵列结构,把直线阵和圆阵统一到弧形阵列结构体系中,并分析了弧形阵列的独特优点。最后根据实际提供阵列结构优化参数,为阵列结构优化开拓了思路。     

一种Y形自适应天线阵及其性能研究

提出了一种用于自适应天线的Y形天线阵,并给出了其方向图、输出信干噪比和自适应处理增益的仿真过程.比较了在相同的信号环境和使用相同的自适应算法时,该天线阵与常用的均匀直线阵、等间隔圆形阵的性能.结果表明,使用该天线阵,输出信干噪比和自适应处理增益与均匀直线阵基本相同,优于等间隔圆形阵.而且该天线阵可使均匀直线阵的尺寸大大减小,同时能够克服均匀直线阵主波束对称出现,不能抑制与期望信号方向对称的干扰信号的缺点.     

基于MUSIC和LMS算法的智能天线设计

基于来渡方向估计和自适应波束成形的智能天线系统,用多重信号分类(MUSIC)算法实现来波方向估计,辨识天线阵列上接收信号的各个方向,使用最小均方误差(LUS)的自适应算法控制天线的主辩方向,实现对期望信号的跟踪,同时实现对干扰信号的零陷处理.文中使用Matlab编程进行计算机仿真,通过仿真结果,MUSIC算法可以识别天线接收端的信号的入射方向,LMS算法可以实现对干扰信号的抑制.     

基于二维虚拟空间平滑算法的跳频通信系统跟踪式干扰抑制研究

基于均匀矩形阵列,利用阵列接收信号及其共轭信息,推导出2维的虚拟空间平滑算法。通过构造2维虚拟子阵,消除干扰信号与期望信号之间的相关性,避免了有效阵列孔径的损失,提高了算法的空间谱分辨率。将该算法与相位补偿技术相结合,给出了一种抗跟踪式干扰的跳频通信系统。通过理论分析和模拟仿真,验证了该系统对跟踪式干扰具有较好抑制能力,在干扰方向的零陷抑制深度达50 dB以上,并且与普通跳频系统相比在-3 dB的强干扰环境下具有优良的误码率特性。     

基于恒模直线阵的系统敏感性研究

以恒模直线阵为对象，研究了智能天线系统存在瞄准误差、阵元位置误差、阵元失效等误差情况下对恒模直线阵干扰抑制能力等系统性能的影响。仿真结果表明，瞄准方向误差和阵元失效对恒模直线阵的影响较小，而对阵元位置误差敏感性稍高。但与传统的波束形成器相比，恒模直线阵中信号恢复对阵列结构的非理想性并不敏感。为进一步研究智能天线的实用化与鲁棒自适应算法提供了基础。     

天线阵列的波束赋形仿真

仿真了基于均匀线阵和圆阵的波束赋形技术,波束赋形使用线性约束最小方差准则,仿真结果表明,波束赋形能使天线主波束对准期望用户,低增益旁瓣或零陷对准干扰信号,达到有效利用有用信号抑制干扰信号的目的。     

通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响

在极化敏感阵列通道失配条件下,建立了极化敏感阵列接收信号误差模型。把通道失配误差分解为阵元极化信息误差和阵列孔径信息误差,给出误差量明确物理解释。在单干扰源情况下,分析了通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响,并给出通道失配条件下,期望信号和干扰信号间的空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR表达式,最后,通过计算机仿真验证了文中结果,并给出有意义的结论。     

2-D SPATIAL-SPECTRUM ESTIMATION FORWIDE-BAND SOURCES BASED ON INTERPOLATED CIRCULAR ARRAYS

In array signal processing, 2-D spatial-spectrum estimation is required to determine DOA of multiple signals. The circular array of sensors is found to possess several nice properties for DOA estimation of wide-band sources. C. U. Padmini, et al.(1994) had suggested that the frequency-direction ambiguity in azimuth estimation of wide-baud signals received by a uniform linear array (ULA) can be avoided by using a circular array, even without the use of any delay elements. In 2-D spatial-spectrum estimation for wide-band signals, the authors find that it is impossible to avoid the ambiguity in source frequency-elevation angle pairs using a circular array. In this paper, interpolated circular arrays are used to perform 2-D spatial-spectrum estimation for wide-band sources. In the estimation, a large aperture circular array (Υ>λmin/2) is found to possess superior resolution capability and robustness.     

基于插值圓阵的宽带信号二维空间谱估计

在阵列信号处理中,确定信号的波达方向(DOA)需要估计信号的二维(2-D)空间谱。C。Usha Padmini等人(1994)已证明,圆阵用于估计宽带信号的DOA时具有许多好的特性。尤其是在基于圆阵的宽带信号子空间一维DOA估计中,即使不用延迟抽头也不会出现频率-方向模糊。在估计宽带信号的2-D空间谱时,我们发现用不带延迟抽头的圆阵会出现频率-仰角模糊。本文提出了一种用插值圆阵估计宽带信号2-D空间谱的新方法。在估计中,采用大孔径的圆阵(rmin/2)能获得更好的分辨性能和估计稳健性。     

基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。     

一种阵列天线的约束最优化综合方法

为同时满足对方向性系数,阵列效率,方向图旁瓣等参数的要求,提出了一种效率和旁瓣约束下的最优方向性综合法.该方法适用于任意的阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对加权向量的二次约束控制了阵列效率,并采用迭代的方法满足了方向图旁瓣的要求,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化.对多种阵列在不同要求下的仿真结果以及5元圆阵列的实验结果表明了这种方法的有效性和灵活性.     

Interference analysis and capacity for forward link 3G CDMA network with adaptive antennas

In code division multiple access (CDMA) systems, the capacity of forward link (FL) communication to mobile receivers is limited primarily by co‐channel interference (CCI). Adaptive antenna arrays (AAAs) that use antenna arrays along with advanced signal processing at the base station (BS) have been proposed to mitigate this limitation. For a 3G CDMA cellular network, where each BS equipped with an AAA serves mixture of voice and data users within its coverage, we study FL capacity and investigate the effects of different factors (array topology, multipath angle spread, data rate, and beamforming algorithm) on this capacity under Rayleigh fading channel. By modeling the instantaneous signal‐to‐interference power ratio received at the mobile, we derive the system outage equation that considers blocking of either desired voice or data user. Simulation results show that for the same element spacing and number of antenna elements per cell, the uniform circular array (UCA) topology results in larger capacity than the sectorized uniform linear array (ULA) topology does, and that a larger angle spread or data user rate reduces FL capacity. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于NC-MUSIC算法的均匀圆阵DOA估计及性能分析

近年来基于非圆信号的DOA估计算法由于其优良的估计性能,受到越来越多的关注。在接收阵列为均匀圆阵的情况下,对入射信号进行方位角和俯仰角的联合估计。依据非圆信号的DOA估计数学模型及阵列模型,采用NC-MUSIC算法完成对均匀圆阵方位角和俯仰角的联合估计。通过计算机仿真,得出该算法对均匀圆阵方位角和俯仰角的估计是比较准确的,并且通过NC-MUSIC与MUSIC算法仿真性能的分析比较,得出在接收阵列为均匀圆阵的情况下,NC-MUSIC算法也优于MUSIC。     

阵元排布对线性阵列天线的影响分析

线性阵列作为智能天线的一种阵元排布方式,在第三代移动通信中有着特殊的应用。在相同阵元个数的情况下,采用Matlab软件对均匀线阵、约束最小冗余线阵和最优哥伦布线阵的角度分辨能力和主瓣宽度进行仿真比较。仿真结果表明,最优哥伦布线阵可以获得更佳的角度分辨能力和更窄的主瓣宽度,但是会引起方向图旁瓣电平的升高。     

Hermite-Rodriguez UWB Circular Arrays

Pulsed circular arrays are collecting growing interest in radar applications such as automotives and indoor navigations. This contribution presents the analytic derivation of the space-time and energy patterns of pulsed circular arrays in terms of geometrical and electrical parameters as well as of the signal distortion produced by the antennas' response. It is shown that the field emitted by circular arrays with many elements can be represented as a summation of a practically finite set of high-order Hermite-Rodriguez waveforms, while the energy pattern is a generalized Hypergeometric Function. The angular and temporal resolutions are finally related, through handy formulas, to the array size, the input signals and to the antenna types.      

A NOVEL UNIVERSAL PREPROCESSING APPROACH FOR HIGH-RESOLUTION DIRECTION-OF-ARRIVAL ESTIMATION

A novel universal preprocessing method is proposed to estimate angles of arrival,which is applicable to one-or two-dimensional high resolution processing based on arbitrarycenter-symmetric arrays (such as uniform linear arrays, equal-spaced rectangular planar arraysand symmetric circular arrays). By mapping the complex signal space into the real one, the newmethod can effectively reduce the computation needed by the signal subspace direction findingtechniques without any performance degradation. In addition, the new preprocessing scheme itselfcan decorrelate the coherent signals received on the array. For regular array geometry such asuniform linear arrays and equal-spaced rectangular planar arrays, the popular spatial smoothingpreprocessing technique can be combined with the novel approach to improve the decorrelatingability. Simulation results confirm the above conclusions.     

一种超方向性阵列天线综合方法

以往的阵列综合方法不能在获得高的方向性系数的同时保证外部噪声占优,不能用于超方向性阵列综合 .本文提出了一种新的阵列综合方法,该方法适用于任意阵列形式,以最大化阵列方向性系数为目标,通过对阵列效率的约束保证了外部噪声占优的条件,并通过迭代控制了方向图的旁瓣,实现了阵列效率和旁瓣约束下的方向性系数最优化,很好地满足了超方向性阵列综合的要求 .对多种阵列的综合结果表明了这种方法的有效性和灵活性 .