一种低复杂度的稳健宽带SDL波束形成算法

针对存在期望信号指向误差时宽带波束形成性能下降等问题,提出一种基于最差性能准则和空间响应变化(SRV)的稳健阵元延迟线(SDL)宽带波束形成算法。该算法首先建立SDL宽带阵列模型;然后基于最差性能准则,设置多个约束条件,并通过对阵列波束波动附加离散SRV约束,用一参考频率上的约束条件代替一组不同频率上的约束条件;最后将稳健宽带波束形成问题转化为二阶锥规划问题,利用内点法有效求解。仿真实验表明,存在期望信号指向误差的情况下,该算法具有较好的稳健性,恒定束宽性能良好,且计算复杂度较低。     

共形天线阵列方向图分析与综合

在存在单元互耦的情况下,提出了锥台共形天线阵方向图的分析与综合方法．采用渐变缝隙天线作为阵列单元,先算出天线单元的阵中耦合方向图,然后以叠加原理为基础分析计算天线阵列的主极化和交叉极化方向图．采用Ansoft HFSS仿真软件对该锥台共形天线阵进行了仿真分析,结果表明,所提出的分析方法准确可靠,为锥台共形天线阵特性优化设计提供了方法支持．同时,采用雁群优化算法,对0°方位面内的阵列主极化扫描方向图及交叉极化方向图进行了优化综合．     

基于噪声子空间二阶锥规划求解的宽带波达方向估计算法

现有宽带子空间类方位估计方法需要对庞大的空时联合采样相关矩阵进行特征分解运算以获得好的估计性能,计算复杂度高.提出一种基于噪声子空间二阶锥规划求解、计算有效的宽带波达方向估计算法.该算法将宽带信号低秩模型的噪声子空间估计转换为凸最优理论中的二阶锥规划问题,实现宽带源方位估计,整个过程不需要估计样本协方差矩阵,不需要矩阵特征值分解或奇异值分解,运算量低.给出算法的理论分析、实现步骤.统计性能比较表明该算法分辨门限低、方位估计精度高.千岛湖湖试结果证明该算法在实际声纳阵系统中可有效实现宽带源波达方向估计.     

一种用于矩形阵列的二维波达方向估计方法

针对现有使用均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列的二维无格波达方向估计方法的性能欠佳的问题,提出一种基于二阶特普利茨矩阵重构和二维旋转不变参数估计技术的无格波达方向估计方法。使用均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列,对其接收信号的协方差矩阵进行二阶特普利茨结构表达,通过log-det稀疏测度与正定约束构造约束优化问题,并使用优化最小算法求解,最后通过二维旋转不变参数估计技术估计源的二维波达方向,即方位角与俯仰角。这种方法需要多次求解半定规划问题,计算复杂度相对较高,但能获得更好的波达方向估计性能。在仿真实验中,这种方法在均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列条件下均有非常低的均方根误差,接近克拉美罗界,证明了其良好的波达方向估计性能。     

求解二阶锥互补问题的一种非精确光滑化牛顿算法

为解决二阶锥互补问题,构造了一种新的非精确光滑化牛顿算法.在适当的条件下,该算法具有全局收敛性,并且由该算法所得序列的任一聚点均是二阶锥规划问题的解.数值试验表明,该算法可有效求解较大规模的二阶锥互补问题.     

麦克风阵列二维方向估计聚焦算法研究

聚焦算法是解决宽带信号方向(DOA)估计问题的重要算法。常规的宽带聚焦算法需要进行预估计和多次迭代,算法的计算复杂度较高。该文根据宽带聚焦算法的思想,结合语音信号的特点,以各频率点的频域相关矩阵和聚焦点的相关矩阵的均方误差最小为最优化准则,提出了一种不需要预估计和迭代的二维宽带聚焦算法。该算法实时性好、计算复杂度低。采用八元均匀圆环麦克风阵列,仿真验证了该算法的良好二维DOA估计性能。     

一种宽带信号方位估计算法

为了削弱宽带信号方位估计算法在不同程度上受到阵元数目、预角度估计、多次求逆矩阵、多次特征值分解或奇异值分解等因素的制约,提出了一种在传感器阵列存在误差的情况下,采用统计方法的宽带信号方位估计算法.该算法先将传感器阵列接收的宽带信号转换到频率域内;在考虑阵列互耦的情况下,采用统计的方法,推导出阵列流形与噪声子空间正交的结论;最后,利用统计结果和窄带方位估计的方法对宽带信号进行方法估计.仿真试验表明,统计方法计算宽带信号方位具有较好的分辨率和噪声不敏感性,对于任意阵列形式具较低的计算复杂度.采用统计方法求取宽带信号方位具有较高的测向精度和和系统鲁棒性.     

锥面共形阵列极化-DOA估计的降维MUSIC算法

针对传统MUSIC(multiple signal classification)算法在锥面共形阵列极化-DOA(direction of arrival)参数联合估计过程中计算复杂度较高的问题,利用单极化阵元构造极化敏感锥面共形阵列,并建立阵列接收信号模型.通过构造同极化接收子阵,将导向矢量中空域信息和极化域信息去"耦合",在考虑阵元遮挡效应的条件下,结合秩损原理实现了基于降维MUSIC算法的极化-DOA多参数估计,减小了极化-DOA参数估计的计算量.通过计算机仿真证明了方法的有效性.     

改进粒子群算法及其在共形相控阵综合中的应用

在常规粒子群算法的基础上,通过引入新的速度更新算子、自适应边界控制算子和全局最优粒子扰动算子等操作,提出一种改进粒子群优化算法(IPSO); 并将该算法与简单二次插值算法相结合,克服了收敛速度慢,早熟及局部收敛等缺陷．进一步在对球面共形相控阵方向图综合时,引入了修正的波恩斯坦多项式以减少优化的变量,能够有效地加快算法的收敛速度．与常规粒子群算法和遗传算法的比较结果表明,该算法的局部搜索能力和全局搜索能力都有了很大程度的改善,从而证明了该方法在天线阵列综合中的有效性．     

新型短波通讯天线的计算机仿真

作者研究了一种通讯短波宽带共形线天线，并利用时域有限差分算法（FDTD）仿真计算，经过优化和匹配电路的加载，得出天线在短波10-90MHz频率下的反射系数、输入阻抗、电压驻波比、辐射方向图。在决定匹配电路参量过程中使用了最优搜寻法和梯度法。该天线具有小型宽带、平面共形特点，可加载于车辆、低速飞机等移动载体上。     

概率约束稳健恒模自适应波束形成算法

针对恒模信号,将概率约束稳健算法与恒模算法相结合,提出一种新的稳健自适应波束形成算法.先将导向偏差分为高斯随机分布和未知分布2种场景,分别建立优化代价函数,并将该优化问题转化为二阶锥规划问题,运用内点法高效求解.然后对算法求解的全局最优性进行理论分析.在数值仿真部分,用所提算法与相关稳健算法作对比仿真,验证该算法的优越性和有效性.     

基于相同子阵的稀疏阵列方向图综合算法

为了抑制稀疏阵列方向图的栅瓣,提高分布式星栽雷达阵列方向图的性能,对相同子阵组成的稀疏阵列方向图综合进行研究,提出了一种基于相同子阵的稀疏阵列方向图综合算法．首先对予阵级稀疏阵列进行建模,并对其阵列方向图的特性进行分析．然后通过优化子阵级稀疏阵列,实现对方向图栅瓣的抑制．最后通过仿真,验证了该算法的有效性．     

基于特征系统实现算法的夹具模态参数识别

针对振动试验中夹具的动力学设计和验证问题,探讨了仅根据响应输出进行模态参数识别的时域分析方法,即特征系统实现算法。以某夹具结构为研究对象,仅通过测试宽带随机激励下的加速度响应信号,对该夹具的模态参数进行了识别。在Matlab7.1上实现了一种基于相关函数的特征系统实现算法,利用加速度响应数据计算相关函数矩阵,并构造广义Hankel矩阵,得到了夹具的模态频率和阻尼比。奇异值分解和稳定图综合分析结果表明:特征系统实现算法能较好地对结构的动力学参数进行识别。     

基于L阵的低计算复杂度二维波达方向估计

针对L阵的二维波达方向估计问题,提出了一种低计算复杂度、高精度的二维波达方向估计算法.首先利用L阵子阵互相关矩阵和均匀线阵导向矢量的共轭交换性质扩展阵列孔径,并构造新的阵列接收数据;然后利用旋转不变子空间算法得到二维角度估计;最后将子阵互相关矩阵对角元素Toeplitz化,在不损失阵列孔径的情况下重构出类阵列自相关矩阵,利用Nystöm方法得到信号子空间估计,进而通过少量角度搜索得到正确的二维角度配对.该算法无须大量角度搜索,具有角度估计精度高、运算量小、所需快拍数少的优点.理论分析和仿真实验结果证明了算法的正确性和有效性.     

一种求解线性二阶锥规划的修正FR共轭梯度法

为求解线性二阶锥规划,介绍了一种修正FR共轭梯度法.给出线性二阶锥规划问题的KKT条件,利用F-B光滑函数将互补性条件光滑化,将KKT条件转化成一个与之等价的光滑非线性方程组,给出一个价值函数,将光滑非线性方程组转化为无约束优化问题,利用共轭梯度法求解无约束优化问题,得到原问题的最优解.证明该算法的全局收敛性.     

共形阵广义旁瓣对消辅助通道优选

广义旁瓣对消器GSC在传统的机载相控阵雷达的干扰抑制中有着广泛应用,辅助通道的选择直接影响干扰抑制效果.在共形阵列中,由于各个阵元的摆放方式不同导致每个阵元的单元方向图响应并不相同,选择合适的辅助通道更为重要.该文在共形阵信号模型基础上,提出了一种以最小化广义旁瓣对消输出为目标的优化方法.为了解决非凸的0-1优化问题,...     

Y形阵列宽带信号二维来波方向估计

利用Y形阵列结构的特点,提出一种宽带信号二维来波方向的估计方法.该方法在相干信号子空间法的基础上,通过采用流型矩阵展开的方式获得聚焦矩阵,并针对聚焦后的协方差矩阵,利用基于子阵的ESPRIT算法和二维MUSIC算法进行联合估计,从而提高了测向精度且减小了谱峰搜索的范围.理论分析和计算机仿真实验表明,该方法对于非相干信号源和相干信号源都具有较好的估计效果,并具有较低的计算量.     

基于文化算法的宽零陷方向图综合方法

在自适应阵列天线抗干扰的一些应用环境中,往往需要天线方向图在干扰的到达方向上形成宽角度的零陷以增强算法的稳健性.文中将宽零陷方向图综合问题转化为一个单目标非线性优化问题,提出了宽零陷方向图综合的目标函数,并给出了用于宽零陷方向图综合的文化算法实现步骤.通过计算机仿真,证明该算法可以达到加宽干扰零陷的目的,所获得的天线方向图旁瓣电平低,并且该算法具有较快的收敛速度.     

一种有效的局部可修复码的构造方法

为了能够同时优化局部可修复码的平均信息修复度、平均修复度以及更新复杂度,并降低构造局部可修复码的算法复杂度,通过分析Tanner图的特点,提出了一种新的构造方法。首先,对局部校验节点进行设计,在满足局部可修复码的平均信息修复度为最优的基础上,通过区分局部组的特点,对重叠组进行分类构造,优化码的平均修复度;其次,对全局校验节点进行设计,优化码的更新复杂度;最后对构造码的算法复杂度进行分析和对比。结果表明,所提出的方法优化了以上所述的性能,且降低了局部可修复码在构造过程中的复杂度。     

一种未知信源数的共形阵DOA算法

针对目前绝大多数共形阵波达方向估计算法需要进行信源数估计且波达方向估计性能易受信源数估计误差影响的问题,提出了一种引入虚拟期望信号的未知信源数共形阵波达方向估计算法.在介绍共形阵窄带信号接收模型及自适应波束控制原理的基础上,利用最大信干噪比准则下的最优权矢量对引入虚拟期望信号后的阵列接收数据进行加权处理,以阵列输出的信噪比作为波达方向估计参数,从而实现来波信号的准确估计.整个过程不需要以信源数作为先验知识,避免了波达方向估计过程中信源数的判断环节.对所提算法进行了仿真实验,结果表明,该算法是有效可行的,且其性能要优于MUSIC算法.