基于广义旁瓣对消器的Laguerre宽带波束形成

基于Frost 结构的Laguerre 宽带波束形成器可以获得比FIR 宽带波束形成器和IIR 宽带波束形成器更好的性能,但其需要单极点的最优求解过程,存在计算复杂度较高及收敛速度较慢等问题.该文提出一种基于广义旁瓣对消器(Generalized Sidelobe Canceller, GSC)的Laguerre 滤波器宽带波束形成算法.该算法首先建立基于GSC结构的Laguerre 宽带波束形成器模型,然后利用最小二乘方法给出一种低复杂度的极点求解方法,最后利用归一化最小均方根误差方法实现宽带波束形成.仿真实验及理论分析表明,该方法无需基于Frost 结构的Laguerre 宽带波束形成器单极点最优求解过程,在保证算法较高的输出信干噪比的同时,减少了计算复杂度,提高了收敛速度.      

宽带波束形成中小数时延滤波器设计

以电子战中的宽带波束形成器设计为背景,阐述了数字延迟线与小数时延滤波器相结合的时域波束形成方案,并引入广泛应用于多速率系统中的Farrow结构可变时延滤波器。针对宽带Farrow结构滤波器中乘法器资源消耗量较大的问题,采用对称结构的子滤波器系数求解方法,最后通过多次仿真验证了设计的合理性并给出相关设计参数的一般取值,为后续工程上的实现奠定了理论基础。     

基于全通型分数时延滤波器的数字阵列宽带波束形成

对于宽带数字阵列雷达,由于孔径效应和孔径渡越时间影响,传统的窄带波束形成方法会导致天线波束指向不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,可以引入分数时延滤波器。采用最小二乘法设计全通型分数时延滤波器,与群延迟最大平坦法相比较,该法灵活性更高,通过MATLAB仿真进一步验证了所设计滤波器的有效性和正确性。     

基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成技术研究及实现

为获得更高的分辨率,以满足目标识别或精确定位的需要,雷达往往采用宽带信号。对于宽带数字阵列雷达,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成通过相位补偿达到补偿时延的方法会导致宽带波束方向图畸变。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。并给出了一种基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成系统设计方法。     

宽带波束形成技术的研究

在很多情况下,要求基阵能够不失真地接收宽带信号,因此要求波束形成器的波束图具有与频率无关的特性。深入研究了利用自适应方法设计具有特定频率响应的FIR滤波器用于进行时域宽带波束形成的应用,给出了仿真结果,验证了算法的有效性。采用FPGA或DSP实现带通滤波器是一项成熟的技术,所以通过设计特定频率响应的FIR滤波器来实现宽带波束形成技术在工程上是可实现的。     

宽带聚焦数字波束形成技术

分析了宽带信号波束形成研究的应用背景，并概述其国内外研究现状以及所提出方法的基本思路和应用范围。根据最近提出的频率域频率不变波束形成技术需要进行方位角初次估计和进行多次奇异值分解的问题，提出了在任意传感器阵列存在误差和互耦的情况下，基于摄动方法的宽带信号方位估计算法。该方法在考虑阵列位置、增益和相位测量误差和阵元之间存在互耦的情况下，提出了聚焦矩阵的摄动算法；最后，利用聚焦求和窄带方位估计的方法对宽带信号进行方位估计。     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

基于BesseI函数的频率不变波束形成器设计

提出了一种波束宽度不随频率变化的波束形成方法。该方法只需要使用一个真实阵列，通过变换产生多个虚拟阵列的输出，每个虚拟阵列都与参考波束相近。该方法简单且易于实现，只需用传统的窄带阵列设计方法在参考频率下设计基阵来满足对波束图的要求。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于提升Keystone变换的声呐宽带自适应波束形成方法

针对Keystone变换在宽带阵列预处理方面的优势和常规Keystone变换存在的阵元数据缺失问题,该文将自回归模型与常规Keystone变换相结合,提出一种基于提升Keystone变换的声呐宽带自适应波束形成算法。该算法首先将常规Keystone变换应用于宽带阵列信号的相位对齐,接着采用自回归模型对变换后各频段缺失的阵元数据进行预测补偿,最后通过稳健自适应波束形成处理获得目标方位输出结果。仿真实验结果表明,基于提升Keystone变换的宽带自适应波束形成算法性能优于常规Keystone自适应算法、指向最小方差自适应算法和聚焦自适应算法。

     

基于传声器阵列的近场宽带波束形成方法

提出了一种适合于近场宽带传声器阵列处理的空时子带波束形成新方法。该方法通过将一个空域子带阵列和时域子带多速率滤波器组合并来同时获得空域和时域两种子带系统的优点。计算机仿真比较了其与全带自适应波束形成方法的性能,结果表明该方法对干扰有较强的抑制能力,改善了宽带波束形成频域不一致问题,并且能够并行处理,为实际语音通信系统的应用提供了一种有利途径。     

基于指向最小误差的宽带稳健波束形成方法

宽带自适应波束形成方法较常规延时求和波束形成方法具备更好的空间分辨能力和干扰抑制能力,但在实际应用中由于阵列误差和指向误差影响导致性能下降。文中在宽带指向最小误差(STMV)方法和窄带稳健Capon(RCB)方法基础上,提出了一种基于椭圆不确定集的宽带稳健波束形成方法。通过仿真验证分析了算法在强副瓣干扰和指向误差条件下弱目标检测能力;在幅频响应误差影响条件下的保持弱信号功率输出能力;并验证算法对快拍数要求低于STMV 方法。     

基于数字滤波器组的宽带数字阵列干扰技术

现代通信技术的日益发展,对通信干扰技术提出了严峻的挑战。针对通信干扰技术的发展趋势,提出了一种基于FIR数字滤波器组的宽带数字阵列干扰技术,阐述了该宽带干扰系统的基本组成、工作流程及涉及到的关键技术,如宽带校准技术和宽带波束形成技术。该干扰系统可以实现对常规通信电台、数据链、TACAN、IFF的宽带和多波束多目标同时干扰,大大提高了干扰系统的作战能力,最后对该宽带干扰系统进行了干扰效能评估。     

宽带数字波束形成雷达的高精度延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得很高的距离分辨率,将广泛用于下一代多功能雷达系统中。传统窄带相控阵体制很难解决宽带相控阵雷达的空间色散和孔径渡越问题,尤其在宽带相控阵雷达做宽角扫描时,必须在阵元或子阵间使用精确的时延补偿。文中提出了一种实现高精度宽带相控阵延时补偿的新方法。该方法采用一种有效的可变分数延时滤波器新结构,即泰勒结构。该结构相对于传统的Farrow结构的主要优点是减少了乘法器和加法器的数量,降低了可变延时滤波器系数的计算难度。试验证明,新的方法能实现精确的宽带波束扫描,可应用于接收和发射数字波束形成的工程实现。     

基于确知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法

在大孔径宽扫描角情况下,利用窄带相控阵发射不出去宽带高分辨信号,本文经理论分析说明了这一点,并提出两种基于已知波形的宽带宽角相控阵发射波束形成方法,给出了实现示意框图,通过计算机仿真验证了其可行性.新方法采用时域数字处理,在性能上是最优的.与时域采用抽头延迟线的FIR滤波器波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,文中方法简单,所需设备量少,易于工程实现.     

基于T 型谐振器的新型可重构滤波器的设计

基于T 型谐振器结构,设计了一款新型小型化可重构滤波器。它可以通过开/ 关射频开关,实现三种滤波器的重新配置。这三种模式分别为带阻滤波器(BSF)、宽阻带带阻滤波器(WB鄄BSF)和双模带通滤波器(DB-BPF)。设计并制造了一款小型可重构滤波器实物(εr =2.65,h =1 mm)。其中,带阻滤波器的阻带中心频率为3.89 GHz,-3 dB相对带宽为90.9% (2.12 - 5.65 GHz);宽带带阻滤波器的阻带中心频率为3.54 GHz,-3 dB 相对带宽为137.85%(1.1～5.98 GHz);双模带通滤波器的两个通带中心频率分别为1.53 GHz 和6.89 GHz,-3 dB 相对带宽分别为17. 6%(1.4～1.67 GHz)和1.16% (6.85～6.93 GHz),两通带之间回波损耗优于15 dB。实物测试结果与仿真结果基本一致。     

Design of Switchable and Reconfigurable Semi‐lumped Wideband Bandpass Filter

A switchable single‐wideband (SWB)‐to‐dual‐wideband (DWB) bandpass filter (BPF), which is realized by using lumped switches, is presented in this paper. By alternating the operation modes—ON and OFF—in which the ON mode is achieved by placing the capacitors at the switching spots and the OFF mode is achieved by replacing the capacitors with inductors, DWB‐to‐SWB BPF can be achieved on the same device. In addition, by changing the capacitor values, the center frequency (CF) of the lower passband of DWB BPF can be easily tuned from 1.69 GHz to 2.22 GHz, while the higher passband stays almost unchanged. As an example, an SWB‐to‐DWB BPF is designed, fabricated, and measured. This BPF exhibits good performance including wideband, high isolation, compact size, and ability to switch.     

频率不变约束的角加载稳健宽带波束形成算法

应用角加载技术能够提高波束形成算法稳健性,但是角加载量确定却是一个难解决问题。文中提出了一种基于频率不变约束的可变角加载最优稳健波束形成算法(Frequency Invariance Constraints-Variable Diagonal Loading,FIC-VDL)。该算法基于宽带波束形成的时域模型,根据多频点约束下导向矢量的不确定范围,利用频率不变约束因子将多频点变为参考频点约束来求解最优角加载量,并推导出真实的导向矢量。该方法能够改善宽带波束形成器在期望方向的频率不变特性,同时降低系统计算复杂度。计算机仿真结果验证了所提算法的稳健性。     

一种新颖羊角形缺陷地结构宽带带通滤波器

为了得到小型化的带通滤波器,该文提出了一种新的羊角形缺陷地结构(DGS),并将其与耦合开路枝节线结合,设计并制作了一种新型宽带带通滤波器。该带通滤波器的中心频率为7.95GHz,3dB通带为5.25~10.65GHz,相对带宽达到了68%。与以往的宽带带通滤波器相比,它具有结构简单,尺寸小的特点,仿真和测量结果吻合较好。     

针对线性调频信号的宽带宽角相控阵发射波束形成方法

以线性调频信号为例,揭示窄带相控阵在大孔径宽扫描角情况下不能有效发射宽带高分辨信号的实质。针对线性调频信号,提出2种宽带宽角相控阵发射波束形成新方法,给出了实现示意框图。新方法采用时域数字处理,与时域采用抽头延迟线的FIR滤波器波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,文中方法简单、所需设备量少、易于工程实现。