干涉仪与MUSIC算法的测向原理及精度对比

实际电磁环境中,在中频处理带宽内往往只有一个信号,此时是MUSIC算法还是干涉仪方法具有更高的测向精度未见公开定论。通过对MUSIC算法和干涉仪测向的原理分析,给出了二者的理论精度公式并进行了变形、比较,然后证明了MUSIC算法与干涉仪测向原理在二元阵、单信号情况下的等效性,仿真实验验证了在二元阵、单信号情况下干涉仪具有与MUSIC算法相同的渐近测向性能,而在单信号、多阵元条件下干涉仪的测向精度仅比MUSIC算法略低。这种分析对实际应用中测向算法的选择具有重要的指导意义。     

一种低信噪比情况下宽带高分辨测向算法

一般宽带侧向算法在低信噪比情况下分辨率很低.文中提出一种新的构造聚焦矩阵的方法,该方法聚焦前后阵列信噪比没有任何损失.新方法在信噪比很低的情况下,仍能实现高分辨测向,且突破了瑞利角分辨极限的限制.相比经典的CSM算法,该方法在低信噪比情况下具有更高的精度.实验结果证明了该算法的有效性.     

超短波多径信号相关干涉仪测向算法

测向系统是开展无线电管理工作必不可少的工具之一,其中超短波无线电测向系统经常受到多径传播的影响而导致其实际性能严重下降。基于广泛使用的相关干涉仪软件和硬件系统,提出了一种存在多径传播情况下的测向算法。该算法将参考阵元与选通阵元的电压信号的互相关值分解为稀疏表示形式,并将多包测量数据获得的互相关值以联合稀疏表示的形式进行求解。计算机仿真和暗室实验验证了该算法的性能。与传统相关干涉仪算法相比,所提算法可以在直达径与非直达径的功率相近时仍可正确测向,且可以同时给出直达径和非直达径的方向,提高了相关干涉仪技术对于多径传播的适应性。     

基于最优模糊的均匀圆阵干涉仪测向算法

相位干涉仪测角算法机理简单、运算量小,被广泛应用于被动雷达测向系统中。然而当目标频率较高或者天线间距较大时,容易出现相位模糊,造成相位干涉仪测向失败。可利用阵元相互组合形成多组干涉仪基线,通过寻找最优模糊数得到来波方向。以均匀八元圆阵为例,对算法进行静态和动态仿真实验,结果表明该算法可以对来波方向不大于40°的目标进行跟踪。     

多通道增强的干涉仪测向方法

针对干涉仪测向性能受多通道相位不一致性影响特别严重的问题,提出了一种多通道增强干涉仪测向方法,利用未校正的多通道信号辅助部分校正后的通道信号进行干涉仪测向;仿真实验结果表明：与仅利用校正后的双通道干涉仪测向方法相比,提出的相位不一致的多通道增强的干涉仪测向方法具有更高的测向精度。     

利用圆柱阵的空中目标测距算法研究

为提高三维空间目标的测距精度,提出利用圆柱阵的近似时延测距算法.首先根据圆柱阵中部分阵元具有不同时延表达式的特点,推导出空间目标的测距公式;然后在测向结果的基础上,仿真分析该算法的测距性能;最后利用外场实验对算法的性能进行验证.仿真及实验结果表明:利用圆柱阵的近似时延测距算法对距离估计的相对误差随信噪比增大快速下降,在...     

基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法

针对稀疏阵列DOA估计中存在的测向模糊问题,提出了基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法。该方法通过推导阵元相对位置与稀疏阵列角度估计之间的关系,分析了阵元相对位置的最大公约数对MUSIC算法测向性能的影响,利用在稀疏均匀线阵特定位置添加新的阵元的方法,对原阵列的导向矢量进行修正,解决了稀疏阵列的测向模糊的问题。仿真实验结果表明,该方法不仅保留了稀疏阵大孔径的优点,提高了多信号分辨能力和测向精度,并且在低信噪比和小快拍条件下性能较好。     

基于遗传算法的相关干涉仪测向方法

相关干涉仪体制可以获得未知辐射源电磁波的相位信息,借助相关算法解算出波达角,在工程上得到了广泛应用.但天线相位往往会受平台影响发生畸变,并导致测向偏差.文中基于干涉仪体制,采用遗传算法对测向系统的基线和权值进行了优化.结合典型实例,比较分析了优化前后测向误差的变化.证明该方法能够显著改善测向精度,提出的方法对机载测向具有实用意义.     

基于遗传算法的相关干涉仪测向方法

相关干涉仪体制可以获得未知辐射源电磁波的相位信息,借助相关算法解算出波达角,在工程上得到了广泛应用.但天线相位往往会受平台影响发生畸变,并导致测向偏差.文中基于干涉仪体制,采用遗传算法对测向系统的基线和权值进行了优化.结合典型实例,比较分析了优化前后测向误差的变化.证明该方法能够显著改善测向精度,提出的方法对机载测向具有实用意义.     

基于虚拟基线的宽带被动导引头测向方法

被动雷达导引头中多基线相位干涉仪在宽带测向时存在角度模糊,针对这一问题,文中提出了一种基于虚拟短基线依次解模糊的相位干涉仪测向方法,该方法既不需要最短基线长度小于入射波的半波长,也不需要基线的尺寸满足参差关系,解决了增大最大无模糊角度与测向带宽之间的矛盾,易于工程实现。详细讨论了虚拟短基线正确解模糊的信噪比要求和通道相位一致性条件,仿真结果表明了理论分析的正确性。     

CBFF信道下基于信道辨识自适应Turbo码译码算法研究

分析了分组相关快衰落信道（CBFF）的特性,推导出该信道下Turbo码译码算法;研究了信噪比对系统性能影响的规律,将信噪比分布分为高信噪比区、中信噪比区和低信噪比区;利用聚类分析,对当前信道进行辨识,对于不同的信道状态,自适应选择迭代译码次数,此方案可以兼顾系统性能和译码速度,得到较低的平均误比特率和较高的平均译码速度.仿真结果说明,在分组相关快衰落信道下,与固定迭代次数译码和相关文献中的自适应算法相比较,采用文中提出的基于信道辨识的自适应Turbo码译码算法,兼顾性能与速度,误比特性能和译码速度上均有所提高.     

一种低输入信噪比和低恒虚警约束下的PN码快捕算法

针对短帧突发模式下直接序列扩频( DSSS)通信系统要求在有限时间内以很低虚警和漏警概率捕获PN码相位这一难题,提出了一种基于数字匹配滤波器(DMF)的多码元非相干累加单次驻留检测的PN码快速捕获算法。它在传统单次驻留算法的基础上,用多码元累加来提高码相位判决量的信噪比,从而大大降低了低输入信噪比和低恒虚警约束下的平均捕获时间。分析了该算法在QPSK-DSSS系统下的捕获性能,仿真结果证明了该算法可以在低信噪比和低恒虚警条件下实现PN码的快速捕获。     

基于盲源分离和自适应滤波的水下声信号降噪算法

在水下小孔径基阵测向应用中,阵元接收到的连续波（CW）信号质量直接关系到测向误差的大小,由于受到多径效应、信号起伏和水下背景噪声的影响,往往实际检测到的信号信噪比较低,相位估计结果离散性大。本文针对水下CW信号和水下背景噪声特点,提出了一种基于盲源分离和自适应滤波联合降噪的算法,该算法对接收的CW信号波形进行降噪以达到提高信噪比的目的。通过算法仿真和湖试试验证明,经本文算法输出的信号,估计器的输出结果比直接利用信号进行方位估计的结果精度高。     

基于互协方差的L型嵌套阵列二维波达方向估计

为了解决L型均匀阵列波达方向（DOA）估计分辨率较低、估计信源数受限于阵元数、估计精度易受信噪比影响等问题,提出一种基于互协方差的L型嵌套阵列二维DOA估计算法。利用不同子阵间互协方差矩阵产生较长无冗余阵元的虚拟阵列,消除噪声干扰;利用虚拟阵列及其共轭矩阵构建等效协方差矩阵,实现虚拟阵列信号的解相干;采用旋转不变子空间技术对等效协方差矩阵进行处理,得到目标的角度信息;基于虚拟阵列等效信源的唯一性进行空间信源的角度匹配。对所提算法的DOA估计有效性进行仿真验证,结果表明,在阵元数相同情况下,该算法与L型均匀阵列相比在低信噪比环境下拥有更高的估计精度,能够辨识更多的空间信源。     

相干分布式目标的方位估计

目标源之间的强相干性，引起接收数据的协方差矩阵的秩亏损，从而可能导致目标漏报。为了解决相干源的方位估计问题以及提高算法在低信噪比下的估计性能，本文提出一种改进的Toeplitz化方位估计方法，即子空间重构法。其原理是根据处理点目标相干源时的方法，对采样矩阵进行Toeplitz化解相干处理，并在此基础上对接收数据的协方差矩阵特征分解后得到的子空间进行重构，从而有效解决相干分布源的方位估计问题。仿真结果表明，该方法能够在低信噪比下提高算法的估计性能，并能有效地对相干源进行估计。     

UHF波段被动雷达导引头测向技术研究

首先介绍了几种UHF波段雷达的情况，然后针对目前应用在反辐射导弹上的测向方法难以满足对UHF波段的辐射源准确测向的问题，以及相位干涉仪测向体制的导引头的命中精度进行了理论分析，继而提出了利用空间谱估计理论在较小的天线安装体积内实现此波段的准确测向，给出了辐射源入射的数学模型、MUSIC算法的基本步骤及天线的阵列形式。仿真结果表明应用此方法可满足反辐射导弹的测向精度要求。使用新测向体制的反辐射导弹攻击UHF波段雷达会有更好的效果。     

基于分段抽取软判决加权Walsh Hadamard变换的卷积码识别算法

针对低信噪比环境下卷积码识别研究存在的不足,提出一种基于分段抽取软判决加权Walsh Hadamard变换(WHT)的卷积码识别算法。该算法利用接收比特的解调软判决信息求取软判决频次序列,并构造加权Walsh Hadamard矩阵,从而识别得到基本校验序列。利用基本编码矩阵构造规则,最终实现记忆长度及基本生成矩阵的识别。算法结合分段抽取思想,降低了所需运行存储量。仿真实验表明,该算法可在低信噪比环境下对不同码率卷积码进行有效识别,具有较好的容错性,且对大约束度的卷积码性能提高更为显著。     

基于多窗方法的DOA估计

提出了一种基于多窗方法的DOA估计算法,该方法只需要较少的快拍数目,能同时分辨相干信号和互不相关的信号.该方法以多窗函数为基础,将线性回归模型用于空间谱中平面波的检测和估计.计算机仿真结果表明该算法是有效的,甚至在低信噪比条件下仍然适用.然而,最值得注意的是,该算法对于阵列增益和相位误差具有较强的鲁棒性能.     

旋转干涉仪解模糊方法研究及实现

针对相位干涉仪估计波达角过程中的相位模糊问题,提出了一种新的基于旋转相位干涉仪解模糊的方法,对该方法的解模糊性能进行了仿真分析并和其它方法进行了比较,最后给出了测向系统的硬件实现方案.该方法解决了单基线干涉仪存在的视角范围和测角精度之间的矛盾,可在保证测向精度的条件下实现宽频带测向,并且只需两个接收通道,体积小.仿真结果及实际测向系统验证了该方法的有效性.