基于相位扰动技术的巴克码信号置零研究

现代雷达工作在极为复杂的电磁环境中,无线频谱资源被众多系统划分和占用,临近频段信号之间的干扰,将影响雷达系统的工作性能。在雷达发射信号的频谱中有针对性地设置零点,可以避免与外部信号的互相干扰。利用相位扰动技术,对雷达发射信号的相位做适当调整,能够灵活地使频谱在指定频率产生零点。信号幅度保持恒定,因而没有发射能量的损失,由于加入的相位扰动是微小的,雷达信号的固有特征几乎不受影响。相位编码信号是一种脉冲压缩信号,巴克码信号属于相位编码信号中的二相编码信号。文中基于相位扰动技术,研究巴克码序列编码信号的频谱置零处理,仿真和讨论了在巴克码信号频谱的主瓣和副瓣设置单个及多个零点的情况,并分析了误差条件下的置零特性。     

基于多输入多输出合成孔径雷达的二维混合基线抗欺骗干扰方法

针对距离延时和方位多普勒频率调制两类合成孔径雷达(SAR)欺骗干扰问题,该文提出一种基于多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)的2维混合基线抗欺骗干扰方法。该方法采用基于MIMO-SAR的相位编码方案,使得多通道信号正交,利用多维相位信息识别欺骗干扰,通过相位补偿抑制干扰目标,从而提升雷达抗欺骗干扰能力。该文采用雷达抗干扰改善因子进行定量效果评估,在平台空间受限的条件下,该文方法比传统单发多收系统的雷达抗干扰改善因子提升3倍。仿真实验结果证明了该方法的有效性与正确性。      

一种抗速度欺骗干扰的认知波形设计方法

由于传统雷达采用固定波形发射模式,速度欺骗干扰极易影响雷达对真实目标多普勒的检测,使雷达跟踪上错误的目标或检测到多个虚假目标,给雷达探测带来巨大的挑战。为提高雷达抗速度欺骗干扰的能力,保证雷达对真实目标多普勒的正确检测,提出了一种脉间相位编码波形设计方法。该方法利用认知流程获取的目标和干扰信息,选取阻带干扰能量最小准则,通过循环迭代算法设计脉间相位编码波形,实现了雷达在速度欺骗干扰环境下对多目标的正确检测。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种新的圆环全域校相方法

阐述了多模馈源单脉冲跟踪雷达测角系统相位测量校正方法中校相值不确定度与测量子样数量的关系。给出了该类型测角系统任意象限位置空间偏角相位计算公式,并基于此公式提出一种新的圆环全域校相方法。通过对参考信标进行环绕一整周的多点测量,能够克服传统四点相位测量校正方法校相值不确定度大、置信率低、校相结果受零点对不准影响大和多径干扰误差严重的问题,同时给出了该方法的实际测试验证结果数据。     

一种CFAR检测雷达的可控干扰新方法

针对目前常见恒虚警（CFAR）检测雷达干扰方法所产生干扰效果单一的问题,提出一种基于多相位分段调制的干扰方法。对该方法的基本原理进行说明,推导干扰信号的脉压输出结果,基于单元平均恒虚警检测方法,分析了该方法对CFAR检测雷达的干扰效果。最后进行仿真与分析,说明该干扰不仅可以形成压制干扰,还能够形成假目标欺骗干扰,并且通过对分路数、调制相位数以及调制相位值三个参数的变化,可以实现对假目标数与假目标幅值的控制,是一种灵活可控的干扰方法。     

对脉冲压缩雷达的多相位分段调制干扰方法研究

对雷达干扰信号的分析与设计是雷达对抗领域的热点问题之一。本文针对脉冲压缩体制雷达的特点,提出一种多相位分段调制干扰方法,通过部分破坏和保留原雷达信号的相干性实现局部遮盖干扰。对多相位分段调制的工作原理进行详细说明,给出干扰信号的数学推导。以应用线性调频信号的脉冲压缩雷达为例,结合自卫式干扰模型,推导了干扰信号的幅相特性和脉冲压缩结果,分析了调制参数对干扰遮盖范围的影响。最后,对相关结论进行仿真验证,说明应用该干扰方法能够产生灵活可控的局部遮盖干扰,具备实用性。      

发射自适应波束形成技术研究

在天线阵发射波束时进行方向图零点控制是现代雷达采用的先进技术之一,该文分析了一种唯相位共轭梯度自适应于扰置零算法,并详细叙述了我们研制的基于TMS320C31的雷达自适应干扰对零阵列处理实验系统。理论分析和实验结果均表明系统能有效置零抑制干扰、是一种实用性强的系统。     

相位编码雷达干扰技术研究

由于相位编码雷达采用了相关处理技术,使得传统的干扰样式很难达到理想的干扰效果。为了有效干扰此种雷达,首先分析相位编码雷达信号的特点,然后通过理论分析和仿真验证的方式研究射频噪声干扰、部分复制干扰、移频干扰和基于DDS的相位编码干扰。仿真分析结果表明,射频噪声干扰对相位编码雷达的干扰效果较差,另外三种干扰样式则可在低干信比条件下达到很好的干扰效果。     

对脉压信号的移频干扰效果分析

针对线性调频雷达信号距离和多普勒频率存在强耦合的特点,提出了多种移频干扰技术,并对不同移频干扰方法的效果进行了分析和仿真,该研究结果可指导干扰信号的波形设计.同时也分析了移频干扰对相位编码雷达信号的干扰效果,并对典型巴克码信号进行了仿真分析,仿真结果表明,移频干扰不适用于相位编码雷达信号.     

基于信息论的脉冲压缩雷达DRFM干扰检测技术

信息熵是一种测量信号信息内容的重要手段,能够反映信号的信息量。针对脉冲压缩雷达数字射频存储(DRFM)干扰的检测问题,利用目标回波和干扰回波的分布差异,提出了基于信息论的脉冲压缩雷达DRFM干扰检测方法。以回波信息熵为检测统计量,设计二元干扰检测器,实现对脉冲压缩雷达DRFM干扰的检测。仿真实验验证了该方法的可行性和有效性,在RSN>0 dB时对相位编码和线性调频等脉压波形的切片重构干扰的检测概率>90%。     

Partial adaptive nulling on a monopulse phased array antenna system

A partial phase-only nulling (PPON) algorithm has been developed and evaluated on a 496-element monopulse phased array antenna system which employs five-bit phase shifters. Using this PPON algorithm allows nulls in the far-field pattern to be steered to the desired directions for a phased array equipped with low-resolution phase shifters to perform simultaneous nulling in the sum and two difference patterns in the environment of multiple jammers. Simulated and experimental patterns are illustrated     

相控阵天线波瓣置零综合的相位加权闭环实数算法

本文提出了一种相控阵天线仅相应加权波瓣置零的新算法,此算法基于“单元零点向量法”和Ｇｒａｍ－Ｓｃｈｍｉｄｔ正交化方法,它能有效地设置宽零点低凹口。另外,对由于 相位量化而引起的凹口电平上升也进行了分析。     

基于混合遗传算法的唯相位直接数据域算法

提出一种基于混合遗传算法的唯相位直接数据域最小二乘算法.通过采用标准遗传算法与Neider-Mead单纯形法相结合的混合遗传算法,提高了优化效率和运算速度.首先根据标准直接数据域算法推导得出目标函数,继而将目标函数作为适应度函数,将所有自适应权值的未知相位作为决策变量,通过混合遗传算法进行非线性优化,从而求得各个自适应权值的优化解.作为一种唯相位自适应算法,它在硬件实现上比传统算法更具简单性.同时,它只对单快拍数据进行处理,避免了样本协方差矩阵的构造以及矩阵求逆运算,更适合于实时处理.仿真结果表明,算法具有良好的信号恢复和干扰置零性能,比基于非线性其轭梯度法的唯相位直接数据域算法性能更优.     

A ROBUST PHASE-ONLY DIRECT DATA DOMAIN ALGORITHM BASED ON GENERALIZED RAYLEIGH QUOTIENT OPTIMIZATION USING HYBRID GENETIC ALGORITHM

A robust phase-only Direct Data Domain Least Squares （D3LS） algorithm based on generalized Rayleigh quotient optimization using hybrid Genetic Algorithm （GA） is presented in this letter. The optimization efficiency and computational speed are improved via the hybrid GA composed of standard GA and Nelder-Mead simplex algorithms. First, the objective function, with a form of generalized Rayleigh quotient, is derived via the standard D3LS algorithm. It is then taken as a fitness function and the unknown phases of all adaptive weights are taken as decision variables Then, the nonlinear optimization is performed via the hybrid GA to obtain the optimized solution of phase-only adaptive weights. As a phase-only adaptive algorithm, the proposed algorithm is simpler than conventional algorithms when it comes to hardware implementation. Moreover, it proc- esses only a single snapshot data as opposed to forming sample covariance matrix and operating matrix inversion. Simulation results show that the proposed algorithm has a good signal recovery and interferences nulling performance, which are superior to that of the phase-only D3LS algorithm based on standard GA.     

相位控制相控阵天线方向图

基于线阵,讨论成片零点的相位控制,提出和采用快速算法、部分单元控制方法和约束非线性离散变量优化算法。试验结果验证了数学模型和仿真结果的正确性。     

Phase-only adaptive nulling with a genetic algorithm

This paper describes a new approach to adaptive phase-only nulling with phased arrays. A genetic algorithm adjusts some of the least significant bits of the beam steering phase shifters to minimize the total output power. Using small adaptive phase values results in minor deviations in the beam steering direction and small perturbations in the sidelobe level in addition to constraining the search space of the genetic algorithm. Various results are presented to show the advantages and limitations of this approach, in general, the genetic algorithm proves to be better than previous phase-only adaptive algorithms     

高精度多功能自适应相控阵天线的研究

从发掘相控阵天线潜力使其具有高精度、抗干扰和多功能等角度出发,对下列课题进行了研究：适当随机相位量化优化波束指向的算法;适当相位加权和振幅加权波瓣置零实数算法;适当相位加权和振幅加权的ＤＢＦ实数算法;随机对角线加载算法对自适应算法的影响;新的线性调频信号检测和估计方法;非对称波瓣算法。以上算法均采用了适当改变技术（ＡＣＴ）。计算机模拟结果证明,这些算法是行之有效的。     

相位扰动生成陈列零点的MDLS方法

基于矩阵论和可行集分析，本文首先指出在相位扰动生成阵列深零点问题中，不论相位大扰动或小扰动均可利用ＭＤＬＳ方法（修正阻尼最小二乘法）统一地进行求解。然后给出了在均匀分布阵列、泰勒分布阵列中使用ＭＤＬＳ方法生成深零点的计算实例。实例表明该算法快速、有效、稳定性好。最后本文研究了深零点位置变化时各个单元相位的变化规律，其结果已显示了最边侧单元是最关键单元，这一结论可为仅控制部分单元相位生成阵列零点提供单元选择依据。     

基于约束差分进化的阵列置零

阵列置零的同时,阵列的旁瓣电平升高、主瓣增益降低甚至阵列指向都会发生改变,导致阵列性能降低。针对阵列置零时阵列性能降低问题,提出一种约束优化模型。在约束优化模型中不仅设置了零陷深度约束和近旁瓣电平约束,还设置了阵列期望方向增益约束及阵列指向约束。在满足约束条件下,使得阵列旁瓣电平最低。并且针对标准约束差分进化算法收敛慢,采用自适应约束差分进化(e-SADE)算法,该算法采用多种变异方式相结合、自适应地调节交叉概率和缩放因子。运用自适应约束差分进化分别通过调节阵元相位和阵列功率一定时的阵元权值求解这个约束优化问题,仿真结果表明提出的方法实现了需求的目标方向图,利用自适应约束差分进化算法优化实现阵列置零是有效可行的。     

Optimum phase-only adaptive nulling

Optimum weighting of adaptive antenna arrays is accomplished by computing the weight vector that maximizes the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR). The optimal weight vector is in general complex with each weight having different magnitudes and phases. However, the design of some antenna arrays facilitates phase-only weighting or phase-only adjustments, whereupon it is desirable to compute the constrained optimal weight vector whose components have fixed magnitudes but variable phases. This constrained optimization problem may be posed as the problem of maximizing the SINR on the space of phase-only vectors. This paper addresses the problem of computing optimal phase-only adaptive weight vectors by exploiting several properties of phasor and matrix algebra. Two new algorithms (the phase-only conjugate gradient and phase-only Newton's method) are introduced. The convergence properties. SINR performance, sidelobe level performance, and nulling performance of these algorithms are demonstrated using simulations and experimental data