一种稳健的四阶累积量ESPRIT测向方法研究

本文提出了一种基于四阶累积量的ESPRIT超分辨阵列测向算法,该算法适用于任意形状排列的空间阵列。通过对误差模型的分析,发现该算法具有稳健性,只要接收通道中任意两个通道能保持一致,该算法就能得到正确的方向估计。计算机模拟验证了该算法的正确性。     

基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法

基于多波束阵列的测向方法具有测向精度高的优势,但各波束都需要独立的射频通道,导致其测向系统复杂且成本高,通道之间的幅相不一致也会增大测向误差。本文提出了一种基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法,通过时间调制技术将多波束阵列测向系统简化为单通道系统,利用接收信号的谐波特征获得不同波束的接收信号强度实现高精度测向,同时降低了系统的复杂度及成本。仿真结果表明在相同条件下,本文提出的方法比基于多波束阵列的多通道测向方法具有更小的测向误差。经实测验证,本文的方法在4～5 GHz频带内的测向误差小于1.3°,低于现有的多波束阵列测向误差。     

一种稳健的四阶累积量ESPRIT测向方法研究

本文提出了一种基于四阶累积量的ＥＳＰＲＩＴ超分辨阵列测向算法，该算法适用于任意形状排列的空间阵列，通过对误差模型的分析，发现该算法具有稳健性，只要接收通道中任意两个通道能保持一致，该算法就能得到正确的方向估计，计算机模拟验证了该算法的正确性。     

天基电子侦测中的阵列信号处理技术

随着应用需求和科学技术的发展,电子侦察卫星的星上处理能力日益增强。以微弱信号截获、同频多信号侦察、高分辨测向、高精度定位为出发点,分析了天基电子侦测中的阵列信号处理技术,并针对有效载荷的特殊要求进行专门设计。通过利用天线阵列几何结构综合、数字波束形成、空间谱估计测向、基于多次测量数据的最优化处理方法,可以实现快速侦察、目标信号提取和精确定位。     

基于奥米亚棕蝇的测向天线阵列研究

目前的测向技术主要是采用天线阵列来接收信号,通过对接收到的信号进行后处理从而对目标实现测向。为了保证测向精度,天线阵元间需保持较大的间距,使得测向系统尺寸较大、集成度较低。奥米亚棕蝇(Ormia ochracea)听觉系统尺寸微小,能通过其双耳的耦合构造对微小的差异进行有效的放大进而实现寄主声源定位。将奥米亚棕蝇听觉系统的耦合结构引入到常规的测向天线阵,以便在天线间距很小时,放大天线接收信号的相位差,实现高精度的测向。设计适合的耦合网络,设置合理的参数,对不同频率、不同角度的入射波进行仿真,仿真结果表明,这种基于外部耦合网络的天线阵列在天线间距较小时能实现接收信号相位差的放大,验证了耦合网络的有效性。与传统的测向阵列相比,该测向结构具有微型化和集成化的特点。     

宽带非均匀阵列测向技术研究

宽带阵列测向系统的测向精度、测向分辨率和测向模糊等性能与阵列结构关系密切。文章首先介绍了宽带非均匀阵列设计方法和阵列测向算法,并给出了一个宽带非均匀阵列的测向仿真结果以及相应的理论分析,在宽带条件下采用非均匀布阵方式可实现信号的高精度测向。     

一种基于RSS估计的虚假点消除方法

 论文提出了一种基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的测向交叉定位方法,解决无源测向交叉定位中的虚假点问题.首先推导了阵列协方差矩阵中接收信号强度与阵列流型之间的关系,利用协方差逆矩阵高阶幂逼近噪声子空间的特点,在已知阵列流型基础上准确获取各来波的信号强度,解决了同一信道多来波的RSS估计问题;然后运用电磁波传播相关理论,根据接收信号强度和传播路径衰减参数的关系判定各定位点的置信度,排除了虚假点.所提算法对存在一定角度估计误差、低信噪比等情况具有很好的鲁棒性,仿真结果验证了该算法的有效性和可行性.     

小型舰艇高精度辅助定位无线电探测系统

针对海面小型舰船 GPS定位信号易受干扰和安全性差的问题,设计了一套VHF无线电辅助定位测向系统。系统采用5元均匀线性阵列接收舰船的脉冲应答信号,利用FPGA硬件处理模块快速实现基于多重信号分类(MUSIC)算法的超分辨测向测距,其中特征向量分解(EVD)模块采用Jacobi快速迭代算法,达到ms级响应速度; 校准模块采用仅需移位加法运算的坐标旋转数字计算机(CORDIC),不仅节约了硬件计算资源, 还减少了阵列误差对测向结果的影响,有效提高了系统测向精度。通过与浮动目标建立了基于时分多址(TDMA)的通信机制,能够以软件方式自适应改变工作频段和工作时间,大大增强了抗干扰能力强。测试结果表明：系统测距偏差在15m以内,在阵列正前方±40°夹角内时测向偏差能够保持在3°以内,能够快速有效的获知目标方位距离信息,为小型舰船在复杂干扰环境下的高精度定位提供了一种有效辅助测量手段。     

一种基于低成本软件无线电的二维测向系统设计

为解决现有测向系统体积大、运算量高、成本高、同步采集困难等问题,设计了一种低成本高精度二维测向系统,由五阵元十字型天线阵列及HackRF One同步采集子系统组成。该测向系统通过外接频率源、引入时间同步信号以及初始相位校准分别实现了接收设备间频率同步、时间同步、相位同步,然后将同步的采集信号采用多重信号分类（Multiple Signal Classification,MUSIC）算法进行处理,估计出二维波达方向。实验结果表明,系统的同步误差可控制在一个采样周期内,定位误差小于2°,可广泛应用于雷达、声呐、室内定位等多种领域。     

基于双天线单元的单站无源定位技术

传统相位差变化率单站无源定位技术是以方位和相位差变化率为观测量,建立观测方程,通过定位滤波算法递推计算出目标位置,由于测向系统受接收机通道幅相不一致性、平台自身姿态误差影响,较难实现高精度测向,从而影响定位精度和收敛时间,由于方位和相位差变化率参数分别通过独立天线阵测量得到,提出去掉测向天线阵,利用2个天线单元提取相位差变化率,仅利用相位差变化率为观测量,实现目标位置估计。该定位算法可有效减少系统硬件,简化定位运算过程,提高定位运算速度。     

Multiuser detection in a horizontal underwater acoustic channelusing array observations

We present a multisensor, multiuser receiver that is capable of operating in an underwater acoustic channel with severe multipath. For each active user, the receiver consists of a multi-input, single-output array processing filter followed by a single-channel adaptive equalizer. The array processing filter is chosen to maximize an averaged performance metric which measures reduction in the interference from multiple asynchronous cochannel users and the reduction in intersymbol interference caused by time spreading of the transmitted signal. The single-channel adaptive equalizer that follows the array processing filter eliminates the remaining intersymbol interference prior to hard symbol decisions. The division of labor between the array processing filter and single-channel equalizer reduces receiver complexity by allowing the array processing filter weights to be based on the fixed deterministic channel component and the single-channel equalizer to be based on the stochastic channel component. Receiver performance is demonstrated using data obtained from two shallow-water acoustic channels where two cochannel users are transmitting in shallow water at 18 and 30 nautical miles from the receiver array     

一种轻巧型接收数字波束雷达系统的实现

针对数字波束相控阵雷达多通道问题,提出利用多路复用技术实现全数字阵接收多波束相控阵雷达的一种解决方案。天线阵列直接采用高频二相调制,将接收多通道直接模拟合成一路传输处理,基带提取各个天线单元回波数据信号、相位幅度加权,基带实现任意接收数字多波束。该技术突破单通道数字波束相控阵雷达接收技术,使天线体积大幅度减小,雷达系统轻巧,低成本;灵活软件配置阵列,降低调试、测试、工艺、加工复杂难度,有利于雷达综合性能提升。     

一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法

 Turbo均衡技术是水声相干通信克服信道多径、消除码间干扰(ISI)的有效工具。Turbo均衡实际使用时需要对时变、多径信道进行良好的估计。为了提高信道估计的效果,该文基于时变横向滤波和相位旋转信道模型,提出一种水声通信Turbo均衡中的软迭代信道估计算法。该算法采用快速自优化最小均方算法得到各数据符号处的横向滤波器系数矢量并与二阶锁相环联合优化计算。通过仿真比较,该算法明显优于硬迭代信道估计算法,且相位估计性能优于其他文献中的软迭代信道估计算法。在海上试验中,水声通信距离5 km,方向近似垂直,接收阵起伏周期10 s,起伏幅度5 m左右,在此情况下进行数据采集。将该算法用于对海试数据的单通道Turbo均衡处理,实现无误码输出,验证了所提算法在软迭代信道相位估计方面的优势。     

Improvement of Noise Performance in Phased‐Array Receivers

This paper presents a new analytical approach and experimental verification for the improvement of noise performance in phased‐array receivers. For analysis purposes, a multi‐channel array system is converted into an equivalent single‐channel system, such that the two presents the identical signal and noise powers at the output, respectively. We define an effective gain, noise figure, and signal‐to‐noise ratio in the equivalent system. Through the proposed approach, the noise performance of the array receiver is analyzed in a general and straightforward manner and then compared to that of each individual array channel. In addition, the phase noise of the array system is analyzed in a rigorous manner, showing its effective reduction by a factor of the array size. The predicted improvement of the noise performance is experimentally confirmed with a CMOS integrated phased‐array receiver.     

有源阵列天线系统可靠性计算方法研究

简述了系统可靠性指标的基本概念。运用系统可靠性方法,建立了有源阵列天线系统的可靠性数学模型。运用概率统计的方法推算出了有源阵列天线系统的可靠性分配和可靠性预计公式,提出了计算有源阵列天线系统可靠性的一种简单方法。从计算结果看:由于有源阵列天线系统的通道单元是由多个单通道组成的冗余备份系统,其可靠性得到了很大提高;为减少设备维修工作量,必须对单通道进行高可靠性设计。     

基于SIC的单通道同频混合信号低复杂度盲分离算法

针对非协作通信中单通道同频混合信号盲分离算法复杂度高的问题,本文在连续干扰抵消（Serial Interference Cancellation, SIC）算法基础上,构建了单通道同频混合信号的信道接收模型,提出了基于SIC的低复杂度盲分离算法。并对信道重构中的信道截断影响进行了处理,避免了分离性能的损失。仿真结果表明,QPSK调制方式下分离性能与已有算法性能相当,但复杂度降低了2/3,且算法对频偏误差不敏感。      

单通道阵列测向系统的设计与实现

对单通道阵列测向系统的组成及工作原理进行了较为详细的介绍，给出了系统主要参数，将工程实现的FM单通道阵列测向系统进行了实际的外场试验，试验结果表明了系统的有效性。讨论了各种误差和有待进一步研究的问题。     

基于压缩感知的单通道鲁棒自适应波束形成算法

针对在低快拍以及导向矢量存在误差等情况下自适应波束形成鲁棒性下降的问题,该文提出一种基于压缩感知(CS)的单通道鲁棒波束形成算法。首先提出一种新的单通道阵列体制,建立阵列信号压缩感知模型,并验证其感知矩阵满足约束等容(RIP)条件,在此基础上,采用快速的鲁棒平滑L0(RSL0)算法重构信号干扰矩阵,最后以表征阵列鲁棒性的阵列灵敏度作为目标函数,以干扰矩阵作为约束条件,形成有效波束。计算机仿真表明算法只需一个射频通道,即可在低快拍下有效抑制相干、非相干干扰信号,并可避免因通道间不一致造成的鲁棒性问题,验证了算法的有效性和优越性。     

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于模糊控制的自适应幅相补偿控制系统

针对数字阵列在使用过程中存在的性能退化问题,利用模糊控制相关理论建立了自适应幅相补偿控制器模型,并设计了新型数字阵列自适应幅相补偿控制系统。该控制系统能够智能、实时地对数字阵列进行监测,并根据阵面状态对各通道幅相进行动态调整,实现数字阵列性能的优化。该系统在未来数字相控阵雷达设计中具有很大的工程意义。