64元宽带高增益低副瓣毫米波天线阵的设计

设计了一种64元阵列天线。该天线E面采用泰勒阵列理论来降低副瓣,但普通泰勒阵采用的是中间馈电方式,而且阵元间距固定为一个波长,文章采用边缘馈电方式和可变阵元间距的方法设计了一种新型的泰勒阵列。这种阵列不仅很好的降低了副瓣而且很容易实现角度偏转i文章设计的泰勒阵可以实现32。的偏转角。采用功分馈电网络同相馈电,设计了一种8×8的阵列天线,其增益达到了19．7dB,阻抗带宽（VSWR〈~2）达到了16．56％。     

基于双向判决反馈均衡器的水声通信海试试验研究

将被动时间反转镜（PTRM）技术与双向判决反馈均衡器（DFE）相结合,设计并实现了高可靠性的单载波水声通信解码方案。接收端采用PTRM压缩信道多途结构,聚焦信号能量;利用双向DFE将传统DFE和反向DFE输出结果合并,进一步降低错误判决的概率,提高系统稳健性。在时不变浅海水声信道环境中,开展的水声通信试验数据处理结果表明：与传统DFE相比,双向DFE能够获得一定的处理增益,5 km、7 km和10 km通信距离上的均衡后输出信噪比分别提高了2.74 dB、 2.36 dB和1.54 dB,有效改善了解码性能。     

宽带波束域高分辨方位估计的阵增益分析

宽带波束域处理分辨门限低,性能优于阵元域处理方法,是实现水下目标高分辨方位估计的重要途径。本文应用宽带阵增益分析研究了宽带波束域高分辨估计方法的性能,通过仿真计算了宽带阵增益和宽带波束域高分辨方法方位估计误差曲线,给出了宽带阵增益与分辨门限改善量的关系,并给出了宽带波束域方法中波束数目、波束重叠量的选择准则。研究结果表明,阵增益是波束域方法获得良好性能的本质,采用波束数目少、重叠多的宽带密集多波束系统,有利于改善宽带波束域高分辨方法的性能。     

一种低散射展开阵设计

通过适当增大阵元间距,适当增加阵元与载体的距离,对载体表面进行吸声处理,可以降低声基阵高频段的散射影响。通过对设计的低散射展开阵的阵元指向性进行测量,阵元组装成基阵前后的指向性起伏无明显变化。     

采用矢量水听器线列阵的二维波达估计

提出了采用矢量水听器线列阵的二维波达估计方法。采用非等距稀疏直线阵,阵元之间的间距任意,不受半波长的限制.每个阵元（矢量水听器）由两至三个空间共点且轴向垂直的振速水听器和一个声压水听器构成。阵列流形可以被划分为几个子阵阵列流形,子阵之间的旋转因子与目标信号的方向余弦有关,而与阵元的间距无关。基于ESPRIT的思想,采用并行TLS矩阵束方法实现对目标信号的方向余弦的估计和自动配对,从而实现二维波达估计。计算机仿真实验结果证明了该方法的有效性。     

逆合成孔径处理技术的水池实验

近年来随着海洋开发及现代高技术条件下海战要求的不断提高，基于合成孔径技术的水下无人航行器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）目标感知技术研究成为信号处理领域的研究热点之一。针对AUV有限的空间尺和水下航行的特点，给出了基于重叠互相关器阵的聚焦合成孔径处理算法，通过利用重叠阵元冗余的相位信息有效补偿了因运动造成的相位偏差，使得阵列能够同相叠加输出，有效的扩展了孔径。计算机仿真结果以及随后在消声水池中进行的逆合成孔径实验验证了算法的有效性。结果表明：在空间相关长度大于合成孔径长度以及信号时间相关长度大于合成孔径所需时间的水下或海洋环境里，合成阵增益与等长的物理阵增益基本相等。     

单输入多输出水声信道的联合稀疏恢复估计

单输入多输出(SIMO)水声通信系统可利用空间分集获取性能增益,考虑到水声信道垂直相关半径通常大于SIMO接收阵的阵元间距,因此各个SIMO信道响应的多径稀疏结构具有较强的相关性。利用SIMO信道间存在的稀疏相关性,提出分布式压缩感知（CS）框架的SIMO水声信道联合稀疏恢复估计算法,与传统CS信道估计方法只利用信道自身稀疏性相比,联合稀疏恢复估计方法可进一步利用信道间多径结构的相关性提高稀疏重构性能。仿真和海试SIMO水声通信实验表明：与传统估计方法相比,利用多通道联合稀疏恢复可有效提高SIMO信道估计性能,特别是可获取较低信噪比条件下的性能改善。     

基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射波束形成

波束形成中波束图的主波束宽度和旁瓣级是最重要又相互矛盾的一对指标.直线阵在端射方向具有超增益现象,能够获得比常规波束窄得多的波束.而Dolph-Chebyshev等人提出的阵元幅度加权理论可以使得在主波束宽度一定的情况下获得最低的旁瓣级.本文结合两者的优点,提出了一种基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射方向波束形成方法.该方法通过均匀直线阵的阵列流形提取出阵列中心点处的各阶声压梯度模态,然后在模态域进行Dolph-Che-byshev(DC)加权,再把模态域权值变换成阵元域权值.针对阵元间距小于半波长的直线阵进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方法得到的波束图主瓣宽度远小于相同旁瓣级的常规DC加权波束图,有效提高了波束空间处理增益.     

基于声矢量阵虚拟扩展的张量MUSIC算法

提出了一种基于声矢量阵虚拟扩展的张量MUSIC算法。在等间距均匀声矢量阵阵元数不变的前提下,多次虚拟扩展阵元间距,形成多个虚拟阵列,利用张量MUSIC算法求得这些虚拟阵列对应的空间谱,利用对这些空间谱求平均的方法来抑制栅瓣。仿真结果验证了所提算法对抑制栅瓣的有效性。与张量MUSIC算法的仿真比较结果显示:对于单目标,该算法有更高的估计精度与分辨率;对于角度相距较近的双目标,该算法有更高的分辨率。     

间距可调的小尺度空间十字阵对水下低频声源的被动定向

提出了一种可在水雷上安装的非典型声强向量阵一间距可调的空间十字阵，它由空间正交形状的四个水听器基元组成，通过测量水下声强向量实现小尺度条件下低频声源的高精度被动定向。它的结构简单，安装灵活，便于工程应用。理论上分析了其有限差分误差、相位失配误差以及海洋环境噪声引起的定向误差，计算机仿真实验证明，选择合适的阵元间距，该阵形能达到较高的定向精度。