最小二乘恒模算法在阵列天线技术中的应用

介绍一种用于阵列天线，利用信号恒模特性进行自适应波束形成的算法，即最小二乘恒模算法。它通过对阵列天线单元接收信号进行非线性处理，在保持期望目标信号的同时，可在多个干扰方向形成零陷，从而大幅度提高信干噪比(SINR)。文章通过对该算法的仿真对其性能进行了分析，最后阐述了基于该算法的阵列天线应用。     

一种基于无偏协方差估计RLS的自适应阵列天线抗干扰算法

RLS是自适应阵列天线抗干扰的主要算法之一。为提高RLS算法对遗忘因子选择健壮性,避免因遗忘因子选择不当所造成的算法不收敛问题,本文针对自适应阵列天线的多路接收信号,基于其无偏协方差矩阵模型,推导设计出了一种新的RLS算法,相比于常规RLS,在该算法中遗忘因子可以更加精确地控制RLS迭代过程项,降低因遗忘因子设置不当而造成的算法不收敛风险。通过仿真验证了算法的有效性。     

一种新的子空间跟踪方法在DOA估计中的应用

介绍了一种新的子空间跟踪方法(双迭代最小二乘(Bi—LS)子空间跟踪方法)在DOA估计中的应用。特征子空间方法的关键是对信号或噪声子空间的估计。在实际中，有些信号的统计特性是时变的，为得到参数的即时估计值，需要随时根据新的阵列接受数据对信号或噪声子空间进行更新。将Bi—LS子空间跟踪算法和自适应ESPRIT算法相结合，形成一种快速递推的自适应ESPRIT算法，对时变信号DOA进行跟踪估计。其计算复杂度小，仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于非线性最小二乘法的阵列天线综合

将改进非线性最小二乘法应用到同心椭圆环阵列天线综合当中,通过优化同心椭圆环阵列天线阵列单元的激励幅度和相位,得到满足要求的辐射方向图。通过严格的数学推导,得到满足非线性最小二乘法的数学表达式,使得优化过程进一步简化。文中介绍的方法能够快速实现同心椭圆环阵列天线的优化,同时改变了传统非线性最小二乘法对初始条件敏感的缺点。     

采用非线性最小二乘法实现圆环天线阵的方向图综合

为使阵列天线获得圆对称方向图,通常采用环阵的排列方式。本文研究了圆环阵列天线的特殊方向图综合方法,文中采用非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数,如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行了优化设计,使阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图。仿真结果表明该方法可行、有效。     

双频阵列天线方向图的非线性最小二乘法综合

研究了一种20GHz和30GHz双频六角形阵列天线方向图的综合方法.采用了非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数,如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行了优化设计,以使双频阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图.仿真结果表明该方法可行、有效.     

基于均匀线阵的盲分离算法

针对现有的最小二乘恒模盲分离算法虽然能实现源信号分离但分离信号间仍存在相关性的问题,在建立均匀线阵接收模型和分析现有算法的基础上,提出了一种将阵列结构和已有算法相结合的修正小二乘恒模盲分离算法,并进行了实验仿真。仿真结果表明,修正算法有效地降低了分离信号间的相关性,将分离结果用于信号测向,实现了对空间信号源的高分辨率测向。     

考虑互耦效应的六边形天线阵方向图综合

该文研究了一种综合正六边形阵列天线方向图的新方法。通过选择多个初始点来抑制非线性最小二乘法局部收敛的缺点,有效地实现了阵列天线的全局优化。根据阵列单元轴向对称分布的特点,通过计算部分单元获得整个阵列天线单元间的散射系数矩阵,降低了互耦的影响。计算结果说明阵列方向图在最小二乘意义上逼近了预先设定的目标方向图。     

基于LMS算法的功率放大器控制系统

高频表面波雷达对发射功率要求很高,通常会采取功率空间合成的办法使数个较小功率的发射机合成一个较大的合成发射功率。首先介绍了子天线输入信号的幅相不一致对阵方向图产生的影响,然后讨论了不同的自适应算法的优缺点,选定了一种合适的算法并给出了硬件框图。选定的自适应控制算法具有较好的收敛性和稳态失调性,计算量小,实现简单,通过单片机及其外围模数、数模转换电路能够很方便的实现功放的幅相校准系统,使功放的输出信号的相位、幅度满足要求。     

基于 GSVD 的分布式 MIMO 雷达测向算法

针对分布式多输入多输出（multi-input multi-output, MIMO）雷达测向中存在的数据信息提取不充分、运算量偏大等问题，开展了基于广义奇异值分解（generalized singular value decomposition, GSVD）的测向算法研究，以提高低信噪比条件下的角度估计性能。首先，建立了分布式阵列MIMO雷达回波信号的统一化表征模型；其次，将分布式MIMO雷达系统接收阵列数据的多线程GSVD问题转换为一个联合优化问题，运用交替最小二乘（alternating least squares, ALS）技术实现阵列信号流行矩阵的拟合，并引入子空间类算法实现目标角度联合估计；最后，对优化问题增加l1范数约束，避免了每次迭代中进行的奇异值分解运算，降低了算法运算量。仿真实验从角度联合估计、均方误差、运算时间等方面验证了所提算法的有效性。     

CDMA移动通信系统中基于RLS算法的天线阵列有源校正

基于递归最小二乘(RLS)自适应滤波理论,本文提出了一种天线阵列的幅度和相位不一致性的有源在线 校正方法。该方法具有快速稳健的收敛性能,不受天线阵列的几何形式限制,也适用于移动用户数大于阵元数的实际通信 环境中。计算机仿真证实了该方法的有效性。     

基于遗传优化的天线阵元LMS改进算法

最小均方（LMS）算法是自适应阵列天线中得以广泛应用的阵列天线加权算法。提出了一种基于遗传优化的LMS改进算法,该基于遗传优化的最小均方（GA—LMS）算法充分结合了遗传算法的并行处理和全局搜索的优点。实验结果表明,与传统的LMS算法相比,GA—LMS算法具有良好的收敛性能,并可更好地抑制干扰信号,有效改善自适应阵列天...     

天线阵元相位中心的一种测量方法

分析天线阵元相位差与其相位中心的数学关系,建立了阵元相位中心的目标函数模型。基于实际的天线阵列测试系统对对数周期天线阵元相位中心进行测量,并利用最小二乘法求出阵元实际相位中心。分析比较了实测与理论的相位中心差异,结果表明:在大部分工作频率上实测结果与理论计算结果较一致,但在高频实测相位中心比理论相位中心更靠近馈电点;实际测量的相位中心能够有效地表征各阵元间实际相位关系。     

接收天线阵列三维空域相关性快速评估算法

针对任意三维到达波角度分布时,接收天线阵列的空域相关性评估比较复杂,通常只能采用数值积分方法的问题,本文提出了一种基于角谱域脉冲采样的三维空域相关性评估快速算法。该算法首先利用特定采样脉冲对三维入射波功率角谱进行二维采样,然后根据采样脉冲的空域相关系数加权叠加获得不同天线接收信号之间的空域相关性,大大降低相关性计算的复杂度。同时,文中还推导获得基于最小均方误差准则的采样脉冲表达式及其对应的空域相关系数精确解析式和近似表达式。仿真和分析结果表明,当角谱域采样间隔小于10度时,该快速算法的最大误差小于0.01,但运算时间远远小于数值积分方法及其它评估方法,可满足信道估计和天线阵列设计等实际需求。      

基于阵列天线雷达系统校正的方法和工程应用

针对阵列天线雷达的系统校正问题,对数学模型进行了校正算法的数学推导。对天线测试有害的通常进行消除或抑制的反射回波进行了修正,从而保证序列测试信号的幅相一致性。工程和数据验证的结果表明算法的正确性,同时具有较好的性能。     

基于TD-SCDMA无线定位MUSIC算法及其性能的研究

为了实现基于TD-SCDMA智能天线圆-角定位,针对我国TD-SCDMA采用的是非Vandermonde结构的8阵元均匀圆阵智能天线,不能直接采用MUSIC算法对移动台的来波方向(DOA)进行估计的特点,对基于TD-SCDMA智能天线进行了预处理,使MUSIC算法能够用于基于TD-SCDMA智能天线的DOA估计,同时考虑到实际应用分别对理想智能天线和非理想智能天线的MUSIC算法的性能进行了分析。     

智能天线中一种新的三维波束形成方法

提出了用分布于 x?y?z 三轴上的三个阵元估计扩频信号各条多径的来波方向(DOA)的方法,以及用由 x?y 均匀平面圆阵和 z 轴直线阵组成的阵列天线形成 3 维波束的方法。根据 CDMA 信号模型和多径信道模型,用 最大似然(ML)法分别估计出信号到达 3 个阵元的复信道响应,并利用复信道响应的幅角来估计各条多径信号 的 DOA;然后在已有最小均方误差(MMSE)法和最小二乘(LS)法的基础上生成带限制条件的扩展 MMSE(EMMSE)法形成 3 维波束。模拟表明,给出的 DOA 估计方法具有很高的精度,而 EMMSE 方法形成的波束主 瓣窄,旁瓣被抑制,有很高的输出信干噪比。     

抗湍流大气衰落的光学阵列天线特性

针对湍流大气光传输特性,研究分析了一种光学阵列接收天线的特性.光学阵列接收天线在光路上使用移相器和耦合器等光学元件对光信号进行处理合并,使天线的输出信号的信噪比最大;根据对天线分析计算得到的信号分布特点,在天线合理分配安装和使用小尺寸透镜时,可增大光学系统视场角.经过仿真计算,与单透镜在相同接收条件下的接收端信号的信噪...     

Odd Symmetry of Weights Vector of Symmetrical Antenna Arrays with Linear Constraints

The paper provides proof of the odd symmetry of the vector of weight coefficients obtained on the basis of the least squares criterion in the linear antenna array with linear constraints and desired signal. Pairs of symmetrical elements of such vector are complex-conjugate to one another. For ensuring this property, the vector of constrained parameters (array pattern values in the directions of interest) must be real-valued, but need not be symmetrical. The odd symmetry of the antenna array vectors of input signals and weights makes it possible for such array to develop adaptive algorithms based on real-valued arithmetic. In this case, such algorithms have the number of arithmetic operations per iteration two or four times less as compared to the equivalent number of real-valued arithmetic operations of similar algorithms in the complex-valued arithmetic. The paper presents the results of comparative simulation of algorithms in the complex-valued and real-valued arithmetic. These results indicate that an adaptive algorithm using the real-valued arithmetic ensures (1.5–2)-fold shorter transient and deeper (by 2–3 dB) valleys in the steady state of the array pattern in the directions of sources of adaptively suppressed interferences as compared to the algorithm using the complex-valued arithmetic.