宽带数字阵列雷达波束形成的优化实现方法

针对射频采样宽带数字阵列雷达的特点,提出了一种基于可变分数时延滤波器,优化的实时数字时延波束形成方法。该方法根据射频采样后信号变换过程的特点,将抽取抗混叠滤波器与可变分数时延滤波器合并实现,减少了处理环节,并采用多相结构和Farrow结构相结合,实时地实现抽取和可变分数时延,从而得到不随频率偏移的波束指向。计算机仿真结果表明,该方法与整数倍时延波束形成方法相比,能够有效减小指向误差。     

宽带相控阵雷达发射波束零点形成方法

在发射为线性调频信号的基础上．提出了一种宽带子阵数字发射波束形成新方法．该方法用数字权和时变相位权代替传统宽带子阵延时线方法波束形成中的移相器和时延线．这就避免使用存在量化误差且昂贵的模拟时延单元．此外．子阵内数字权可通过窄带波束零点形成的方法来构造并加宽凹口．最终实现了宽带发射波束零点形成．最后．计算机仿真证明了宽带数字方法能保持发射波形距离高分辨率并且可在干扰方向形成零点．     

基于小波时间延迟估计的宽带信号波束形成算法研究

在阵列信号接收中,由于信号多径效应,阵列天线接收到不同时间延迟的期望信号,这使得高精度的波束形成技术成为信号处理中的一个难点。该文提出了一种考虑时延的波束形成算法。该算法首先通过小波算法对宽带接收信号进行接收信号时间延迟估计,将时延估计值与预存时延估计值进行误差比较,并对接近期望信号方向的空间多波束进行迭代优化,最后实现在空间中形成整体的自适应波束。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

浅海稀疏阵声图测量实验分析

为了研究声图测量过程中由于采用稀疏阵引起的声干涉对聚焦波束形成的影响,分析了声干涉现象产生的原因,对比分析了阵列稀疏对于远场波束形成与近场聚焦波束形成影响的异同,及其对宽带信号及窄带信号影响的异同.根据对比分析认为,近场宽带信号处理的方式受阵列稀疏的影响较小,但实际舰船目标往往含有强线谱信号,因此测量过程预先通过谱白化处理是必要的.对上述宽带稀疏阵的测量方法进行了实验验证,给出了定位结果,结果表明方法切实可行.     

一种基于原子重构的雷达抗主瓣干扰方法

为提升主瓣干扰下雷达作战效能,提出了一种基于原子重构的雷达抗主瓣干扰方法,可有效抑制主瓣干扰,同时具有较高的目标距离和角度估计精度.首先采用特征投影预处理(EMP)算法抑制主瓣干扰,进而通过波束形成和脉冲压缩估计目标距离,然后利用原子重构法估计目标角度.该方法对雷达阵列结构要求不高,既可适用于线阵,也可适用于面阵.当目标方位角(或俯仰角)等于干扰方位角(或俯仰角)时,该方法仍然能同时有效地估计目标方位角和俯仰角.     

一种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成(ADBF)算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成(A-ADBF)算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

无数字时延滤波器的宽带大规模阵列雷达去斜算法

在宽带雷达接收机中,为了降低宽带信号采样对模数转换单元性能的要求,需对接收的宽带信号进行去斜处理。传统去斜处理算法需使用数字时延滤波器,具有设计复杂、成本高的缺点,因此不适合大规模阵列应用。为了解决此问题,提出一种无数字时延滤波器的去斜处理算法,通过频率和相位补偿,使各通道数据达到一致,从而省去数字时延滤波器,简化了系统的设计复杂度。结合子阵划分技术,减少处理通道数量,降低系统硬件成本与数据处理难度。同时,还分析了所提算法中回波时延估计误差的边界条件。仿真结果表明,相比传统算法,该算法输出信噪比更高,且对回波时延估计误差的敏感度更低。     

宽带数字波束测向系统性能分析

针对采用宽带波束形成技术的电子侦察系统,在空间重采样恒定束宽波束形成的研究基础上,提出了一种改进的频域波束形成方法即简化权系数法.与传统的频域方法相比,它大大降低了数据率和计算量,易于实现.通过多波束比幅测向,给出了估计目标方位的具体计算步骤.对于宽带信号,直接采用多波束比幅测向会产生较大的误差,随着频率的变化其宽频段特性,波束宽度以及波束指向都会发生偏移.通过计算机仿真分析了测向精度、波束宽度和阵列误差之间的关系,证明了简化权系数法的可行性.     

-种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成（ADBF）算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成（A一ADBF）算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

LFMCW雷达的距离/多普勒处理

基于线性调频连续波雷达可提取目标的距离信息和多普勒频率,分析了线性调频连续波在高频雷达中的应用,推导出差频信号的表达式和利用二维快速傅里叶变换进行距离/多普勒处理的理论。提出了将距离/多普勒处理技术与自适应数字波束形成技术相结合,对杂波和干扰进行抑制的同时提取回波目标信息的方法。经计算机仿真结果表明,其方法有效可行。     

高效宽带数字信道化单比特接收机

针对电子战接收机的高效实现结构及高性能指标要求,提出了一种数字信道化单比特接收机方案.从传统STFT算法结构出发,推导出基于WOLA滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,利用抽取倍数与信道数目无约束关系,在无需数据内插条件下,将单比特接收技术应用于该结构中,克服了宽带单比特接收机动态范围低和信道化接收机频率分辨率有限的缺点.仿真结果表明,该方案提高了信道化接收机的频率分辨率,且硬件实现效率高,运算复杂度低,瞬时动态范围取决于滤波器形状,能够满足电子战的实时性要求.     

基于自相关系数插值的迭代符号定时同步

在无线数字通信系统中,全数字化接收机以固定的时钟进行采样,容易出现符号采样偏差,需要在接收端进行估计并补偿。针对符号定时估计的问题,提出了一种基于自相关系数插值的迭代符号定时同步算法。该算法分为两个步骤：粗同步与精同步。粗同步先利用零相滤波器或三相滤波器组对接收信号进行匹配滤波,再利用滑动自相关的方法对同步头序列进行相关运算,当超过同步门限时,开始进行同步跟踪对自相关系数进行峰值搜索,以确定精同步搜索区间。精同步直接在搜索区间内进行迭代搜索,迭代过程中需要先根据估计的时延值生成群时延的匹配滤波器以对接收信号进行补偿,再利用最小二乘逼近函数度量,同时,采用高斯插值的方法提高搜索速度以获取精确的估计结果。与传统算法相比,该算法降低了同步搜索过程中的计算复杂度,同时利用迭代搜索易于实现高精度的符号定时同步。仿真结果表明：对于长度为64的同步头序列,在高斯白噪声信道条件下,信噪比–2 dB时,该算法利用两次迭代即可逼近克拉美罗界;在信噪比为10 dB,针对±1/2符号周期内的采样偏差,本文算法的MSE性能均优于升余弦插值、MMSE插值与多相滤波器组算法;在瑞利信道、CCIR中等信道以及CCIR坏信道下也能进行有效的估计,适合无线数字通信系统的信道环境。     

Design and application of the allpass fractional delay filter

By analyzing the design and solving of the allpass fractional delay filter (APFDF) based on the weighted least square method, a new APFDF design procedure adopting the modified genetic algorithm based on elite strategy is proposed, which assures the convergence and stability in obtaining the filter's coefficients. The hybrid genetic operators speed up the convergence of genetic operation towards the global optimal solution and prevent it from pondering around the solution. Simulation results show that the allpass fractional delay filters designed are of low order and high precision. Applied in wideband digital beamforming (WDBF), the aperture transition and frequency dispersion problems are solved successfully and the beam formed approximates the ideal beam.     

时间交叉模数转换器采样时间误差的补偿算法

针对时间交叉采样模数转换器中存在的采样时间误差,提出了一种新的全数字域补偿算法．该算法根据误差产生的原理,采用可变数字分数延时器对误差进行了补偿,得到了较好的效果．与其他已有算法相比,新算法概念简单,结构易于实现,容易进行通道扩展,通道越多,资源优势越明显．另外,算法采用Farrow结构分离了误差参数,很容易和参数估计算法一起组成自适应系统．仿真结果表明,在小误差范围内,新算法使时间交叉采样数模转换器系统的信纳比提高了30dB以上．此外,该算法对输入中的加性噪声不敏感,具有比较好的适应性．     

Blind beamforming algorithm based on fractional lower-order time-frequency decomposition

A novel blind beamforming algorithm based on fractional lower-order time-frequency decomposition (TFD) is proposed to improve the performance of existing blind beamforming algorithms in impulsive noise environment. The traditional short-time Fourier transform (STFT) is first improved by utilizing fractional lower-order statistics to realize TFD in impulsive noise environment. Then, by combining the clustering method and the method for the uncertainty set, the TFD results of the receiving data at each sensor are used to realize the estimation of steering vectors (SV). Finally, the optimal weight coefficients of the proposed blind beamformer are achieved by substituting the estimated SV into the minimum variance distortionless response (MVDR) beamformer. Simulation results demonstrate that this algorithm can achieve superior output performance over the existing blind beamforming methods in impulsive noise environment. The proposed algorithm hardly needs any specific property of the receiving signals and can be more widely used.     

一种新的盲联合角度-时延估计方法

提出一种新的盲联合角度-时延的估计方法,对阵列天线输出的过采样样本的Fourier变换后信号进行分析,结果表明,此信号具有三线性模型特征.为此,提出一种改进的三线性交替最小二乘(ITALS)算法,对波达方向(DOA)和时延联合估计.该算法利用方向矩阵和时延矩阵的Vanderm onde特征、基于最小二乘原理对方向矩阵和时延矩阵进行重构,以及对DOA和时延估计.仿真结果表明,ITALS方法具有较好DOA和时延联合估计性能,且在过载系统下仍有较好的性能.ITALS方法随着天线数增加联合估计性能变好;而且该方法无须信道衰落系数,是一种盲、鲁棒的联合处理方法.     

Novel Channel Estimation Method in Broadband MIMO-OFDM Systems

A least square （IS） parametric channel estimation method in broadband mt/ltiple input multiple output （MIMO） orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems is proposed. The mean square error （MSE） performance using optimal training pilots is also given, which proves the method can improve the estimation precision greatly in sparse channel.. Since such method needs the multi-path time delays information of the channel, the probabilistic data association （PDA） method is employed to estimate the time delay of each path. Simulation results show that both the bit error rate （BER） and the MSE performance of the proposed method are better than the traditional LS channel estimation method.     

基于分数阶滑模观测器的BLDCM无位置传感器控制

为解决传统滑模观测器存在的抖振和相位延迟问题,将分数阶思想引入滑模观测器设计中,利用其传递能量缓慢的特点,结合无刷直流电机(brushless DC motor,BLDCM)线电压方程,设计出分数阶滑模观测器,避免了传统整数阶观测器中因低通滤波器的存在引起观测值相位滞后,同时可以得到光滑的线反电动势估计值曲线,进而获得实时准确的换相信号和估算转速。仿真结果表明:本研究提出的方法,可以准确观测BLDCM线反电动势,实现其无位置传感器控制。