利用阵元相位和位置扰动形成零陷的技术

论文提出了一种利用阵元相位和位置扰动相结合形成零陷的方法,该方法假设阵元相位扰动和位置扰动都很小,因而能够利用线性化处理的方法形成零陷,相对于非线性处理方法,计算量大大降低.仿真表明单独使用阵元位置扰动或者相位扰动都不能够形成深度零陷,而采用论文提出的零陷技术,能够在多个干扰源方向形成深度零陷,而不影响主瓣,其零陷性能优于位置扰动非线性化处理方法.在此基础上,为了进一步减少需要控制的阵元数,提高系统鲁棒性,论文仿真分析了阵元位置选择性扰动和相位扰动相结合的零陷性能.仿真表明采用该方法,其性能优于文[4]中选择性非线性处理方法的性能.     

发射波束部分阵元置零综合分析

针对选择阵列部分单元控制的情况,分析了发射波束零点形成的两种方式,即部分阵元的幅相加权综合和部分阵元的唯相位综合加权方式。通过对这两种置零综合的算法研究和仿真分析,并从形成零陷的深度及对副瓣扰动等方面,比较了这两种发射波束置零综合方法的性能。     

一种基于面阵的旁瓣对消方法

目前基于阵列的旁瓣对消方法,主要是通过自适应算法对各阵元进行幅度和相位加权,使得阵列波束图在于扰方向上形成零陷,即可对该方向上的干扰进行抑制。由于利用了自适应算法,所以随着阵元数的增多,该算法的硬件实现将越来越难,甚至会导致算法失效。以面阵为倒,提出了两种在干扰来波方向上快速形成零陷的方法。这两种方法摒弃了以往方法中的自适应权值求取过程,只需要利用事先求取好的权值对选定的阵元进行加权处理,极大地增强了系统的实时处理能力。另外,两种方法形成的零陷足够深且宽,对主瓣没有影响。     

改进的LCMV算法在多波束形成中的应用

基于线性约束最小方差(LCMV)算法的自适应波束形成技术,得到的方向图能保证期望信号方向增益最大,非期望方向形成零陷。但实际应用中由于不可避免的存在阵元位置误差、阵元相位误差及指向误差等(统称为相位误差),使约束的导向矢量与真实期望信号的导向矢量不一致,从而影响系统的性能。改进的LCMV波束形成算法——基于迭代二阶锥的唯相位波束形成技术,通过改变移相器的相位,使各阵元输出信号相位一致,在多个方向上形成主波束,阵列输出功率最大。     

基于混沌粒子群算法的宽零陷方向图综合方法

自适应阵列天线常需要采用宽零陷技术,以增强阵列天线抗干扰的稳健性。为此,提出了一种基于混沌粒子群算法（CPSO）的阵列天线宽零陷方向图综合方法。该算法首先采用混沌序列初始化粒子位置,以增强搜索多样性,并在对部分非优胜粒子的位置更新时引入混沌扰动项,在每次迭代中对全局最优位置进行变尺度混沌优化,提高了全局和局部搜索能力,加快了收敛速度。仿真结果验证了混沌粒子群算法在阵列天线宽零陷方向图综合时的收敛速度和精度方面均优于标准粒子群算法。     

基于迭代二阶锥的唯相位波束形成

唯相位自适应波束形成技术对普通相控阵雷达自适应干扰抑制是非常重要的,在数字阵列雷达中,唯相位技术则可以充分利用各阵元发射模块微波功率从而提高雷达的威力。该文提出了一种新的唯相位波束形成方法,假定初始唯相位权重矢量有个较小的相位扰动,将唯相位模型的目标函数和约束函数在该相位扰动区域内分别用泰勒一阶展开式来近似,则可以将原来的非凸问题转化为凸优化问题,通过二阶锥规划方法(SOCP)求得使当前目标函数最小的扰动矢量,然后更新得到新的权重矢量并代替原来的权重矢量,重复上述迭代过程直到满足停止条件,可以得到满足要求的唯相位权重。计算机仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

幅值扰动形成零陷方法的性能分析

提出了一种新型的幅值扰动形成零陷的方法,通过极小化扰动值,达到在形成零陷的同时,对波束方向图改变最小.通过仿真分析了不同控制参量扰动,即复权值扰动、幅值扰动形成零陷对波束方向图的影响以及旁瓣增益、零陷深度等性能.提出的方法能够在保证主瓣畸变很小的前提下,在多个干扰源方向形成零陷.该方法的零陷性能可与控制复权值形成零陷的性能相比,且计算量和硬件复杂度更低.     

随机误差对数字波束形成系统性能的影响

文中针对数字波束形成系统,推导出阵列天线的通道幅相误差和阵元位置误差对波束方向图的第一副瓣、零陷深度及半功率波束宽度影响的一般规律。并且对数学公式进行了详细的推导。分析与仿真结果表明：随机误差对波束方向图性能的影响主要与天线阵列的权系数和阵元数目有关。     

一种改进的宽零陷天线方向图合成方法

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的零陷以增强算法的稳健性。该文对一种宽零陷天线方向图合成方法进行了研究 ,提出了通过对零点矩阵加权处理 ,使不同干扰方向上的零点深度可以分别调节的改进方法 ,降低了方向图的畸变程度。计算机仿真结果证明了改进的效果     

一种利用幅值抖动形成阵列零陷的方法

该文提出了一种在阵元关于阵列中心对称的线阵中利用幅值抖动形成零陷的方法,该方法能够在多个强干扰源方向或在较宽的范围形成深度零陷, 而不影响主瓣, 同时克服了传统幅值抖动方法零陷深度不足、旁瓣水平高的缺陷。该方法使得移相器只需用来控制主瓣方向, 加快了响应速度。仿真表明,该算法实现简单,且其性能可与复权值控制方法的性能相比。同时由于幅度抖动的对称性, 在中心对称的线阵中只需要天线数目一半的衰减器, 成本较低。     

天线阵列方向图调零算法研究

军用雷达经常在存在电子干扰的环境中作战,如果天线阵列方向图能在干扰方向形成零陷,将大大提高雷达整机性能.本文分别研究了天线单元的馈电幅相控制、幅度控制、相位控制算法,给出了仿真结果.这些算法具有思路简单、计算速度快、稳定性好的特点,适用于自适应天线阵列,对相控阵调零算法亦有参考价值.     

Experimental verification of null steering by element positionperturbations

Null steering in an adaptive array is realized by element position perturbations. Small position perturbations are assumed, which is valid when the number of imposed nulls is small compared to the number of array elements. The null steering has been achieved for an eight-element monopole array over a ground plane. The array illumination function is used solely for pattern formation and can also be used for main beam steering. Single and double nulls are realized in the sidelobe region. The experimental results prove the validity of null steering by controlling the element positions     

基于G-S正交化方法的宽零陷方向图综合

在线性阵列天线方向图无约束Gram-Schmidt(G-S)正交化综合方法基础上加入零点导数约束条件实现宽零陷波束图综合.此方法保持了无约束正交化方法中因采用对阵列导向矢量正交化处理而使得计算简便的优点,适合均匀或非均匀直线阵的综合.实验结果表明,此零点约束正交方法能很好实现在零阶、一阶和二阶导数约束条件下线性阵列波束图的综合.     

ANTENNA ARRAY PATTERN NULL STEERING——A THEORETICAL INTRODUCTION

The antenna array pattern null steering is one of the important current topics in the array synthesis theory, due to it's very effectiveness to suppress the interfering signals. Thus in this paper the problem of forming nulls in the radiational pattern of three-dimensional arrays is discussed. This paper deals with the following aspects: The essential relations forming multi-nulls in the arrays are analysed by the method of vector space. A method forming multi-null regions is presented in terms of the extensive property of null itself. The resolvent formulation of the radiational pattern of multi-null steering is derived. The numerical results are given and discussed. The resolvent formulation is analogous to the one of the adaptive arrays.     

Design of Linear Phased Array for Interference Suppression Using Array Polynomial Method and Particle Swarm Optimization

In this work, a linear phased array pattern design with null steering is achieved using the array polynomial technique and the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm. The null steering for interference suppression is obtained by controlling some of the roots on the Schelkunoff’s unit circle while keeping the roots responsible for the main beam unchanged. The rest of the roots are controlled to minimize the Side Lobe Level (SLL) of the array pattern using the PSO algorithm. It has been demonstrated that this technique achieved more than 50% reduction in the parameters needed to be optimized compared with the conventional complex coefficients optimization techniques. Consequently, the fitness function is only responsible for the SLL as the prescribed controlled nulls and the mainbeam characteristics are solved analytically. The simulated results show the effectiveness of the proposed technique.     

基于粒子群算法的阵列波束宽零陷优化设计

作为一种新型的群智能随机优化算法,粒子群优化（PSO ）算法在解决各种非线性复杂问题上得到了广泛的应用。研究了粒子群优化算法在阵列天线方向图零陷加宽技术上的应用,通过实例表明粒子群算法能够在较宽的角度区间上形成满足要求的零陷,在抗干扰应用方面具有较高的应用前景。     

Basic array theory

Basic antenna array theory is outlined with major emphasis on pattern analysis and synthesis for periodic linear and planar arrays, phased arrays, and conformal arrays. Extension is made to synthesis techniques which use computer algorithms. These include arbitrary sidelobe control, shaped beams, and phase-only null steering. The subjects of random errors and phased array quantization errors are outlined     

Null steering by real-weight control-a method of decoupling theweights

A method for independent steering of each null in the radiation pattern of a linear antenna array using real weight control is introduced. The method depends on decoupling the weights such that each real weight is associated with a given null. It has the capability of tracking the direction of jammers by changing only the weight corresponding to each jammer. Phase shifters are used solely to steer the main beam in the direction of the desired signal. The price for using this method is that the number of steerable nulls is equal to or less than half of the total number of array elements     

天线阵辐射图零点控制理论导论

天线阵辐射图型强制零点控制,由于对定向干扰抑制的有效性,已成为天线阵辐射图型综合理论中心课题之一。本文围绕着这个课题,对三维天线阵辐射圈的零点控制进行了研究,它包括:用矢量空间方法,分析了多重零点控制的基本关系;根据零点本身的扩展性,引入了零域的概念,提出了多重强制零域的生成方法;导出了多重零点控制辐射图型的分解公式;揭示了由主波束和多个零点强制波束合成多重强制零点辐射图型的基本规律;给出了数值结果并进行了讨论;把这一分解原理与自适应成零天线阵辐射图型进行了类比。