子阵级平面相控阵ADBF的旁瓣抑制方法

研究子阵级平面相控阵ADBF自适应方向图的旁瓣抑制方法.给出了二维子阵级ADBF的信号模型,适用于任意的平面相控阵.分析了常规的二维子阵级ADBF方法,引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF.研究了常规方法和基于子空间投影方法的结合方法,提高了对自适应方向图进行旁瓣抑制的灵活性,有效地降低了输出SINR损失;可在较好地进行旁瓣抑制的同时,得到与最优波束形成器非常接近的输出SINR.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

一种改进的两级子阵级自适应单脉冲方法

 子阵级自适应单脉冲是将单脉冲测角应用于多功能相控阵雷达所需要采用的技术.本文研究应用于平面相控阵的两级子阵级自适应单脉冲方法.应用子阵级四通道单脉冲系统,其中双差通道作为辅助通道.提出子阵级4通道单脉冲系统的信号模型.提出一种改进的两级子阵级自适应单脉冲方法.其中第1级自适应用于抑制旁瓣干扰,同时进行主瓣保形;通过对主瓣保形的子阵级ADBF进行修正,有效抑制了自适应方向图的旁瓣,且明显改善了主瓣保形效果;第2级自适应用于抑制主瓣干扰,同时保持单脉冲比不变.仿真结果表明,本文方法在有效抑制干扰的同时,保持了良好的单脉冲特性;其自适应单脉冲比与静态单脉冲比十分接近.     

ADBF在机载有源相控阵雷达上的应用

对机载有源相控阵雷达系统,进行子阵级ADBF应用研究,运用遗传算法来对子阵形式优化,并结合对角加载技术,实现小采样本条件下波束快速收敛.仿真结果表明,优化后的子阵,自适应副瓣电平得到很大的改善,同时,在干扰方向形成明显的零深.     

子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲方法

数字阵列雷达在每一个阵元后有一个接收通道,若采用全自适应处理,则计算复杂度高,难以满足实时性需求。因此,对于实际的系统往往要采用降维自适应阵列处理去解决以上问题。鉴于此,提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。该方法基于子阵降维情况下,利用子阵合成的高增益差波束以及若干子阵合成的指向若干副瓣干扰(SLJ)方向的辅助波束来对消主副瓣干扰。理论分析和仿真结果均表明,该方法不仅在有效抑制主副瓣干扰的同时保证了高精度的单脉冲测角能力,并且进行子阵降维处理解决了相控阵体制雷达阵元数繁多所带来的问题,便于工程实现。     

子阵分级处理与稀疏恢复联合的抗主副瓣干扰方法

传统的抗干扰方法在低信噪比条件下性能恶化,对此本文提出了子阵分级处理与稀疏恢复联合的抗干扰方法。新方法首先按照一定规则将全阵列划分为多个子阵列;然后利用自适应波束形成（ADBF）技术抑制各子阵接收信号中的副瓣干扰信号,并将各子阵ADBF后的输出数据联合,构建新的阵列数据;最后通过新构建的阵列数据构建稀疏表示,改进了多测量向量降维提升法（ReMBo）,并与交叉方向乘子法（ADMM）联合进行稀疏恢复,分离得到目标回波信号,并得到了波达角（DOA）的估计。仿真实验表明,新方法能有效对抗主副瓣干扰,与其它方法相比,具有更好的目标检测和DOA估计性能,特别是在低信噪比的条件下。      

子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。     

一种降维空时自适应处理子阵划分方法

针对机载预警雷达降维空时自适应处理的子阵划分问题,提出了一种基于蚁群算法的雷达阵面子阵划分方法。该方法在子阵数给定的情况下,以最大化子阵级空时自适应处理的改善因子为优化准则,利用蚁群算法搜索子阵间的分隔点,从而获取最优的子阵划分方式。子阵划分是一种组合优化问题,蚁群算法非常适合于解决这种问题。仿真结果表明,利用该方法划分子阵并进行子阵级空时自适应处理,其改善因子总体上仅比阵元级的约低2dB,空时自适应方向图无明显的栅瓣,副瓣也较低。     

相控阵的两级子阵级加权方法研究

研究相控阵雷达的两级子阵级加权方法.其中第1级子阵级加权用于抑制差波束旁瓣,与Bayliss加权相比,降低了硬件成本与复杂度.第2级子阵级加权用于对和、差波束进行自适应干扰抑制.给出基于修正导向向量的方法,可有效抑制自适应方向图的旁瓣;且具有实现简单的优点,与基于预处理的方法相比有效降低了运算代价.采用修正导向向量与最优波束形成器的结合方法,提高了旁瓣抑制的灵活性;可在较好抑制旁瓣的同时,得到与最优波束形成器非常接近的SINR.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

平面数字阵列雷达的子阵级波束形成算法

大规模平面数字阵列雷达因为其优点得到广泛应用,但其全自适应处理实现困难,实际中广泛采用部分自适应处理,子阵结构就是其中的一种重要方法。该文针对有幅度加权的均匀平面阵,以各子阵噪声输出功率相等为原则进行非均匀邻接子阵划分,并通过归一化算法保证各子阵噪声功率相等,进而对平面阵子阵结构的波束形成性能进行了研究。计算机模拟仿真结果表明,该子阵结构的二维相扫和一维相扫的自适应方向图保形良好,可以达到与全自适应相接近的干扰抑制性能。     

基于SVD和罚函数约束的子阵级方向图控制

对于子阵级自适应波束形成中旁瓣电平较高的问题,提出一种基于奇异值分解和罚函数约束(SVDPFC)的子阵级自适应方向图控制算法。该算法通过对输入数据进行奇异值分解,得到干扰子空间和噪声子空间,通过干扰子空间修正约束矩阵和约束响应矢量,可在小快拍情况下有效抑制干扰,同时结合罚函数对自适应方向图约束,使其逼近期望静态方向图。该算法具有良好的副瓣特性,提高了小快拍情况下输出的信干噪比,仿真实验证明了该算法的可行性和有效性。     

只利用一种模拟加权的子阵级和差波束旁瓣抑制方法

对于采用单脉冲技术的子阵级相控阵雷达系统,需要同时对和、差波束的旁瓣进行抑制。该文研究阵元级只用一种模拟加权,同时结合子阵级数字加权的和、差波束旁瓣抑制方法。通过构造阵列的和、差输出通道,并对假想的位于和、差波束整个旁瓣区域内的干扰进行最优自适应滤波来确定模拟加权。为改善旁瓣抑制效果,子阵级进一步采用数字加权,以逼近常规的Taylor和Bayliss加权。该方法有效地降低了硬件成本与复杂性,并充分利用了数字处理的灵活性。本文纠正了有关文献中求解模拟加权表达式中的错误,并给出了正确形式。仿真结果证明了所提出方法的有效性。     

基于自适应旁瓣对消的测角研究

自适应波束形成(ADBF)和自适应旁瓣对消算法都能够很好地抑制旁瓣干扰,但是由于干扰协方差矩阵的影响,ADBF在抑制干扰同时给和、差单脉冲测角带来误差.文中针对自适应旁瓣对消算法,系统研究了其在和、差单脉冲测角中的应用,着重分析了辅助天线中的目标信号对测角性能的影响.理论分析和仿真结果表明,辅助天线中的目标信号对测角的影响主要存在于辅助天线的增益大于差波束增益的角域,而在其他角域,影响很小.     

有源相控阵天线瞬时宽带性能改善研究

采用无色散特性的模拟或数字移相器会导致天线波束指向随频率发生变化,即相控阵天线的孔径效应。工程上一般在子阵级别上采用色散特性的实时延迟线拓展相控阵天线瞬时带宽,但是子阵级延时量化误差会产生周期性栅瓣,导致天线副瓣性能恶化。文中提出在通道(或多通道收发组件)上设置小位延迟线、与子阵级大位延时线叠加使用,消除或改善子阵级延时误差造成的性能恶化。结合X波段有源二维阵列天线,对单元级、子阵级、子阵+单元两级三种情况进行了仿真。仿真结果表明,子阵+单元两级延时方法在扩展相控阵天线瞬时带宽的同时,能明显改善相控阵天线的副瓣特性,且具有较强的工程可实现性。     

基于STAP 杂波抑制的子阵优化技术

新一代相控阵雷达的天线阵列规模庞大,一般含有几百乃至上万个阵元。在阵元级实现自适应波束形成抗干扰和空时自适应处理杂波抑制,会极大地增加系统开销,甚至难以实现。在实际应用中,考虑到系统成本、信号处理运算量等因素,需要将大型阵列划分为适当的子阵,以减小接收所需通道数。文中通过子阵优化划分数学建模,研究子阵划分对干扰、杂波抑制性能的影响,探索最优子阵划分的数学求解方法,为大型阵列雷达研制提供理论支撑和工程可实现算法。     

一种子阵级平面相控阵相干源超分辨新方法

二维子阵级超分辨方法对于多功能相控阵雷达具有重要意义.提出了应用于相干源的子阵级WSF的信号模型.应用简化阵列流形是降低大型相控阵校正成本与代价的十分有效的途径.为此引入子阵级加权网络并构造出基于近似高斯方向图的简化阵列流形,使超分辨测向的灵活性大大提高.该方法克服了直接简化阵列流形方法测向范围无法调整且旁瓣源不能够被完全抑制的缺陷,与基于高斯方向图的简化阵列流形方法相比,运算代价得到显著降低,而测向性能却基本保持不变.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

一种天波雷达多径扩展多普勒杂波抑制方法

该文分析了天波超视距雷达(Over The Horizon Radar, OTHR)多径扩展多普勒杂波(Spread Doppler Clutter, SDC)的产生机理。由于阵列存在幅相误差且期望信号的功率大于SDC功率,自适应数字波束形成(Adaptive Digital Beam Forming, ADBF)将降低SDC抑制能力,同时还会导致信号对消,严重降低信噪比。针对以上问题,该文提出一种自适应抑制SDC的方法。该方法首先采用改进噪声子空间拟合自校正法消除阵列幅相误差,得到期望信号和SDC准确的到达仰角,然后采用正交投影权矢量进行ADBF处理,避免了强期望信号条件下ADBF权矢量估计不准的问题。理论分析和仿真实验表明该方法能够较彻底地抑制多径SDC。     

自适应数字波束形成的研究与实现

就自适应数字波束形成(ADBF)技术的应用背景进行了介绍,分析了MUSIC算法和MMUSIC算法,研究了ADBF技术,其中包括DOA原理、ADBF原理以及实现的算法,详细介绍了FPGA+DSP实现方法和具体步骤及部分软件实现代码,并通过实验验证该方案的可行性。     

Maximising capacity of MIMO systems with receive antenna subarray formation

Antenna subarray formation is a novel RF pre-processing technique that reduces hardware complexity of multiple-input multiple-output systems while alleviating the performance degradation of conventional antenna selection techniques. With this method, each RF chain is allocated to a linear combination of the responses of a subset of the available antenna elements, which is performed in the radio frequency domain. A novel, analytical, suboptimal algorithm is introduced for receive antenna subarray formation based on instantaneous channel information that maximises the effective channel capacity.