基于自适应理论的圆柱形阵列波束赋形算法

基于自适应天线阵理论,研究共形阵的赋形算法,给出一种用于圆柱形阵列天线三维方向图的波束赋形算法。该方法通过迭代获得一组最优阵元激励幅相加权值,可以同时控制阵列波束的方向、形状和副瓣电平。通过圆柱形阵列的仿真计算得到满足设计要求的三维平顶波束和余割波束方向图,证明这种算法的有效性。     

一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法

大型相控阵天线有成百上千个阵元，子阵级的自适应波束形成技术能在保证良好的处理性能下有效地降低运算量。相控阵天线除了要自适应抑制强干扰源之外，还要求在强杂波背景下具有低或超低副瓣电平。采用归一化的数字波束形成方法来降低子阵的旁瓣电平。仿真结果表明，该方法能保持良好的阵列方向图，有效地抑制干扰并降低旁瓣电平。     

非均匀线阵波束方向图优化方法

对于非均匀线型阵列,在给定阵元数和阵列孔径的约束条件下,以降低波束方向图峰值旁瓣为目标,进行阵元布阵优化和波束形成权值优化。对于布阵优化,利用多种群并行进化遗传算法,分别采用稀疏栅格编码和实数编码对阵元位置进行优化,方向图峰值旁瓣分别达到-11.8dB和-14dB;利用凸优化方法结合遗传算法对阵元位置和波束形成权值进行联合优化,进一步把方向图旁瓣压低到-16.58dB。仿真实验说明了优化方法的有效性。     

基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法

针对稀疏阵列DOA估计中存在的测向模糊问题,提出了基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法。该方法通过推导阵元相对位置与稀疏阵列角度估计之间的关系,分析了阵元相对位置的最大公约数对MUSIC算法测向性能的影响,利用在稀疏均匀线阵特定位置添加新的阵元的方法,对原阵列的导向矢量进行修正,解决了稀疏阵列的测向模糊的问题。仿真实验结果表明,该方法不仅保留了稀疏阵大孔径的优点,提高了多信号分辨能力和测向精度,并且在低信噪比和小快拍条件下性能较好。     

基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成

针对存在导向矢量失配和快拍数不足时,声矢量阵标准Capon波束形成器性能急剧下降的问题,提出了一种基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成算法。鉴于声矢量阵声压通道和振速通道的导向矢量误差来源不同,分别为声矢量阵声压通道和振速通道设计了广义旁瓣对消器;利用最差性能最优化的思想,将声矢量阵标准Capon波束形成器转化为稳健最小二乘估计问题;利用二阶锥规划求解。仿真分析表明,该算法在抗导向矢量失配、快拍数不足、阵元姿态误差方面均有良好的性能。     

基于导向矢量实时校准的稳健波束形成算法

针对已有稳健波束形成算法实时性差、收敛速度慢、输出信干噪比(SINR)低的缺陷,提出基于导向矢量实时校准的稳健波束形成算法。该算法首先构造一个正定矩阵,然后根据真实期望信号正交于噪声子空间的原理,建立代价函数,采用最陡下降法自适应迭代求解权矢量,最后将权矢量投影到信号干扰子空间。仿真验证表明该算法实时性好、收敛速度快、输出 SINR高,在较大导向矢量误差范围内仍能保持良好性能,具有较高的实际应用价值。     

基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射波束形成

波束形成中波束图的主波束宽度和旁瓣级是最重要又相互矛盾的一对指标.直线阵在端射方向具有超增益现象,能够获得比常规波束窄得多的波束.而Dolph-Chebyshev等人提出的阵元幅度加权理论可以使得在主波束宽度一定的情况下获得最低的旁瓣级.本文结合两者的优点,提出了一种基于声压梯度分析的小间隔直线阵端射方向波束形成方法.该方法通过均匀直线阵的阵列流形提取出阵列中心点处的各阶声压梯度模态,然后在模态域进行Dolph-Che-byshev(DC)加权,再把模态域权值变换成阵元域权值.针对阵元间距小于半波长的直线阵进行了计算机仿真,仿真结果表明,该方法得到的波束图主瓣宽度远小于相同旁瓣级的常规DC加权波束图,有效提高了波束空间处理增益.     

一种任意阵形的波束图优化设计方法

针对常规波束运用到复杂传感器阵列时旁瓣较高的缺点,给出了一种适用于任意阵形和阵元指向性的传感器阵列的主瓣约束条件下的最低旁瓣优化波束图设计方法。通过计算机仿真结果表明,该低旁瓣波束形成方法相比于常规波束的旁瓣控制方法,在同等主瓣宽度的情况下可以获得更低的旁瓣级。     

矢量修正解决DOA估计模糊问题

线阵DOA估计中由于阵元间距偏大造成了估计模糊的现象,产生了虚假的估计角度.通过修正导向矢量的算法,打破虚假角度和真实角度形成的导向矢量完全相同的平衡,造成这两种导向矢量不完全相同的结果,可以极大的抑制由于阵元间距偏大造成的估计模糊现象.为避免调整和增加天线,还可以采用虚拟阵列变化的辅助方法.最终算法通过计算仿真得到验证.该算法在降低计算量以及算法可实施性等方面都具有很强优势.     

基于波束域的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法

针对传统波达方向角估计算法采样数据量大导致较大计算复杂度的问题,提出了基于波束域的多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法。该算法首先基于压缩感知理论对空域稀疏信号进行压缩采样,并将压缩信号从阵元域映射至波束域,进而构造出新的波束域接收信号,而后使用多测量矢量欠定系统正则化聚焦求解算法实现信号的波达方向估计。仿真实验表明,与传统的Capon及MUSIC算法相比,所提算法可对相干信号进行有效DOA估计,具有较高角度分辨力和估计精度;与基于阵元域的正则化聚焦求解算法相比,所提算法具有较低计算复杂度。     

机载毫米波有源相控阵天线热设计研究

针对机载毫米波有源相控阵天线的热设计问题,研究了一种工程需求和专业热仿真软件结合的方法。分析了采用该设计方法的天线热设计流程,分析结果表明,优化流道布局可以有效地解决天线这类电子设备的热设计问题。并经过实物试验的验证,证实了该方法的可行性。     

一种输出信噪比最大的引信天线波束形成算法研究

根据软件无线电引信天线波束形成的特点和要求，研究了一种使输出信噪比最大的波束形成算法。并通过MATLAB对这种算法进行仿真，仿真结果表明：这种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，对从副瓣进入的干扰信号也进行了有效的抑制。还在数字信号处理器（DSP）中对这种算法运行的实时性进行了测试，测试结果表明：可以满足引信天线波束形成对实时性的要求。     

相控阵天线相位加权方案的遗传优化算法研究

针对相控阵天线相位加权方案的优化问题,提出了一种基于遗传算法的相位加权方案优化方法.以线阵为例,对相位加权的实现方法进行了分析,并在此基础上,对提出的遗传优化算法进行了计算机仿真实验.仿真分析表明,优化后的天线方向图峰值副瓣电平得到了明显降低,算法具有良好的收敛性能.采用该算法对相位加权方案进行优化设计,可以有效提高设计的效率和质量,因而值得在实际应用中加以推广.     

利用声探测器网络进行目标定位的研究

采用探测器网络的方法对声目标进行定位。子阵采用四元十字阵的形式对平面声源的方向角（DOA）进行估计，并且对比了传统波束形成、Capon、Music三种方法。对于由三个子阵组成的大三角阵，利用子阵对方向角估计的结果，通过几何计算的形式得出平面目标的精确位置。     

一种L波段单脉冲天线的研制

介绍了一种L波段单脉冲天线的研制。根据天线指标要求,提出了天线的总体设计方案,进行了天线的方向图综合,设计了天线的辐射单元。分别采用泰勒综合法和数值方法对天线的方向图进行了综合,实现了方位面的低副瓣设计和俯仰面的波束赋形设计。对研制的天线进行了实测,各项指标均满足要求。     

相控阵雷达导引头总体技术研究

相控阵雷达导引头具有波束扫描灵活、空间功率和时间资源分配可控等优点,具有有源/无源相控阵列组成形式.前者每个天线单元用1个接收机和发射功率放大器,后者共用1个或几个发射机和接收机,采用时需综合考虑.有源相控阵雷达导引头的组成有相控阵天线、波束控制计算机、T/R组件、激励器、功率分配器、波束形成网络、接收机、信号处理、数据处理、中央控制计算机等部分.     

机载遥测系统发射天线辐射规律研究

为解决某机载遥测系统实时跟踪的问题,研究某机载遥测系统发射天线辐射规律.建立机载发射天线辐射仿真模型,分别对直角坐标下的横截面辐射场强和极坐标下的纵截面辐射场强仿真数据进行分析,从中总结得出机载天线辐射规律,即机载正后偏下方向辐射最强.该研究有助于优化遥测系统地面布站与跟踪策略、试验航线设计和试验进程规划.     

机载共形阵天线阵列信号处理的关键技术

阵列信号处理分为自适应波束形成技术和参数估计技术，两种技术均基于对信号进行空间采样的数拓_进行处理．波束形成技术需使阵列天线方向图的主瓣指向所需方向，并使其零陷对准干扰方向，尽可能提高阵列输出所需信号的强度，从而提高阵列输出的信噪比。空间信号波达方向主要作用则是有效分辨用户信号的来波方向．机载共形阵天线的阵元数量较多，自适应波束形成则需要较大的计算量。     

一种新的临近空间MIMO雷达的空时自适应处理方法

针对多输入多输出（MIMO）雷达动目标显示（MTI）中均匀密布阵列性能较差、稀疏阵列会导致栅瓣,进而出现盲速和一定尺寸平台上天线长度受限的问题,提出了以降低最小可检测速度(MDV)为准则的MIMO雷达天线阵列优化设计方法。结合具有良好自相关和互相关性能的二相编码正交信号,改善了尺寸受限平台上MIMO雷达的STAP性能;仿真比较分析了不同天线阵列结构时的空时自适应处理（STAP）性能,验证了该方法的有效性。     

采用等距ニ元矢量水听器直线阵的ニ维波达方向估计

为了减小传统四元矢量水听器阵的尺寸和减少冗余阵元，提出了采用等距二元矢量水听器直线阵的二维波达方向( DOA)估计方法。每个阵元（矢量水听器）由空间共点的一个声压水听器和一个振速水听器构成。其中声压水听器阵可以被划分为2个子阵，它们构成旋转对，旋转因子为包含某一轴方向余弦信息的相位延迟因子。振速水听器阵可以被划分为2个子阵，它与声压水听器阵构成旋转对，旋转因子为另一轴方向余弦。基于旋转子空间不变法( ESPRIT)的思想，采用并行总体最小二乘(TLS)矩阵束方法实现对旋转因子的估计和自动配对，从而实现二维DOA佶计。计算机仿真实验结果证明了该方法的有效性。