Hermite分数时延滤波器在声纳信号源仿真逆波束形成中的应用

针对传统分数时延滤波器的幅频特性与群时延特性在信号高频段性能恶化的现象,提出了基于Hermite插值多项式的时延滤波器来逼近理想非整数延时滤波器的系统函数。搭建Farrow型结构,以解决阵列声纳信号源仿真中信号高频部分衰减失真过大、可变延时等问题。仿真和试验结果表明：Hermite分数时延滤波器的频率响应特性优于同阶传统分数时延滤波器,在整个归一化频带内的均方误差仅为8.18%;在信号波束形成中,Hermite分数时延滤波器高频段衰减较小,使其波束图具有较小的副瓣电平;时延仿真信号与试验实测信号的均方误差保持在0.97%左右,验证了Hermite分数时延滤波器的有效性。     

基于2阶锥规划的雷达干扰宽带数字波束形成优化设计

针对现有宽带数字波束形成方法在雷达干扰技术领域的工程应用中存在适用信号单一、干扰效果差、实现难度高等缺点,采用一种基于2阶锥规划(SOCP)理论的雷达干扰宽带数字波束形成方法,在波束形成器的每个阵元通道各自使用1个对应的宽带有限长单位冲激响应滤波器对待发射宽带干扰信号进行整体幅相调制。为获得最佳滤波器系数,采用线性约束最小功率准则对波束形成器进行设计及优化。通过消除旁瓣约束式的频率依赖性,并将滤波器系数求解问题的解析形式转化为相应的SOCP形式,降低了优化难度。仿真结果表明,该方法可以较好地解决相应约束条件下雷达干扰宽带数字波束形成优化设计问题。     

基于矢量最优化的稳健波束形成方法

当阵列导向矢量存在误差或接收信号采样样本数较少时,标准Capon波束形成（SCB）的性能会严重退化。现有的提高稳健性的算法大都是针对导向矢量误差而提出的,很少考虑有限采样效应条件下的稳健性问题。针对以上原因,从导向矢量误差和有限采样效应两个角度出发,引入矢量最优化概念,提出了基于矢量最优化的稳健波束形成(VORB)方法,进而提高SCB算法的稳健性,并通过二阶锥(SOC)规划理论对其进行求解。文中还进一步推导了自适应权矢量的近似解析表达式,揭示了影响最优权矢量的各主要因素之间的关系,同时证明了该算法广义上属于对角加载类方法。通过理论分析和计算机仿真研究,表明了VORB方法对自适应波束形成算法的稳健性有明显的改善：在不同快拍数、信噪比(SNR)和导向矢量不确定度条件下,VORB方法的输出信干噪比(SINR)均较其他算法提高约5 dB;在典型工况条件下,VORB具有更尖锐的谱峰,更低的旁瓣级（低至-15 dB以下）。外场试验数据处理结果表明,将VORB应用于实际工程进行空间谱估计,能够得到准确而稳健的高分辨方位估计结果。     

基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法

传统的基于广义旁瓣相消器(GSC)的降秩自适应波束形成算法,降秩矩阵大多数需要通过特征值分解获得,而特征值分解会带来新的大运算量,大大限制了算法的工程实现。提出了一种新的基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法(FRGSC)。该算法直接利用广义旁瓣相消器下支路的中间快拍数据来构造降秩矩阵,利用所有可以利用的快拍数(多于干扰个数的快拍数)来构造降秩矩阵。基于GSC的传统降秩算法构造降秩矩阵需要的运算量为O((N-1)3)(N为自适应自由度),而FRGSC算法构造降秩矩阵只需要一次复数乘法和少量复数加法,所需运算量大大降低。该方法在实际应用中具有更优的实时性,适用于大阵列连续波体制雷达。仿真结果证明了所提出的基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法具有很好的波束形成性能,验证了算法的有效性。     

基于二阶锥规划的同时多频率/多波束干扰优化设计

针对现有宽带波束形成算法效率低,难以满足多频率、多方向的同时多频率/多波束干扰形成设计需求等缺点,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)理论的同时多频率/多波束干扰形成方法。给出了在不同范数准则条件下干扰多波束优化设计问题的数学描述;以L₂范数准则为例,将干扰多波束设计问题的解析形式转化为相应的SOCP形式;利用现有的原-对偶内点算法工具箱SeDuMi或者CVX进行快速求解。仿真结果表明,该方法可以较好地解决相应约束条件下的多频率/多方向雷达目标同时干扰优化设计问题。     

基于波束聚焦的外辐射源雷达干扰抑制技术研究

在利用非合作照射源的外辐射源雷达系统中,直达波及其形成的多径杂波干扰对雷达系统性能有非常严重的影响。通常采用的时域自适应滤波方法是:根据一定最优准则利用参考信号构建多径信道模型,对回波信号中的干扰进行对消。然而,当天线扫描监视区域时,在积累时间内干扰信道发生变化,导致自适应对消器输出不再收敛,降低了干扰抑制能力。本文提出通过对各阵元信号加权补偿,使波束形成等效于聚焦的效果,在积累时间内维持信道特性,改善自适应对消器在雷达扫描状态下的性能。仿真和外场采集数据试验表明,该方法提升了外辐射源雷达时域自适应对消器在天线转动状态下的干扰抑制能力。     

基于极化波束形成的相控阵雷达导引头抗干扰技术研究

压制式干扰往往会使相控阵雷达系统失去其基本探测功能。针对此问题,利用正交极化失配的原理,将干扰信号源在接收端进行极化隔离,由此提高极化相控阵雷达的抗干扰性能。提出极化域-空域联合波束形成技术,推导了旁瓣极化与零陷约束联合优化的最优极化波束形成的优化问题,将优化问题转换为SOCP(二阶锥规划)问题进行求解,最终得到具有旁瓣零陷和极化约束的极化波束。仿真结果验证了算法的有效性。     

一种基于线性约束最小方差准则的引信天线波束形成算法研究及仿真

针对如何提高防空导弹在高速弹目交会条件下的引战配合效率,根据软件无线电引信天线波束形成的特点和要求,研究了一种基于线性约束最小方差准则的引信天线波束自适应控制算法.这种算法的核心是保证天线主波束倾角不变的条件下,使阵列输出功率最小.MATLAB的仿真结果表明该算法能满足引信天线对主波束倾角准确度的要求,同时副瓣电平也相对较低,能有效地阻止干扰信号从天线副瓣进入引信接收机.最后,在美国TI公司生产的高速数字信号处理器(DSP)TMS320C6416 TEB上对该算法的运算实时性进行了测试,测试结果也表明该算法的运算时间可以满足引信天线波束形成对实时性的要求.     

基于Hermite插值的捷联惯导姿态解算算法

将Hermite插值定理用于某远程多用途导弹捷联惯性导航系统的姿态解算 ,解决了弹体高动态特性与相对较低的传感器采样频率之间的矛盾 .对仿真结果进行了分析 ,为远程多用途导弹采用捷联惯导方案获取弹体信息并进行制导提供了可能性 .     

基于Hermite插值的制导炮弹姿态旋转矢量优化方法

在制导炮弹姿态解算过程中,角增量提取精度对姿态解算精度的影响显著,为此提出一种Hermite 插值二子样角增量提取算法。进一步优化Hermite插值公式的系数,得出优化Hermite插值二子样角增量提取算法。在锥动环境下,将该算法与Lagrange插值三子样角增量提取算法进行仿真和试验对比。结果表明：采用所提出的Hermite插值二子样角增量提取算法的姿态解算精度优于Lagrange插值,且优化Hermite插值更适用于制导炮弹姿态解算的实际情况;该算法不仅适用于制导炮弹高动态环境,而且在同样精度条件下,可降低姿态更新采样频率,降低了对导航计算机的要求。     

大面阵高清高帧CMOS枪瞄系统关键技术

为了使射手能快速观察并瞄准战场目标,设计并实现了一种基于大面阵高清高帧频CMOS图像传感器的数字枪瞄系统;重点解决了系统中的几个关键技术:硬件电路设计、基于FPGA的CMOS驱动、图像格式转换和瞄准分划的动态生成与位置调整;实验结果表明:该系统可在采集分辨率为2 560×2 048,显示分辨率为1 280×1 024,帧速为75 fps,数据传输速率为2G bps方式下稳定地工作.