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。     

阵元幅相误差对综合脉冲孔径雷达测角精度的影响

综合脉冲孔径雷达（ＳＩＡＲ）采用大型稀布线阵天线，各阵元不可避免地存在幅度和相位误差。本文主要讨论各阵元随机幅相误差对测角（方位、仰角）精度的影响。     

一种稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法

在非均匀杂波和密集目标环境下,由于没有足够的独立同分布(IID)训练样本,传统空时自适应处理(STAP)方法的杂波抑制性能严重下降。针对以上问题,该文提出一种对阵元误差稳健的机载面阵雷达非均匀杂波抑制方法。该方法首先根据雷达系统参数先验知识构造杂波表示基矩阵。然后在考虑阵元误差的情况下,基于最小二乘准则迭代地估计杂波表示系数和阵元误差,最后利用估计得到的最优杂波表示系数和阵元误差直接在阵元脉冲域进行杂波对消。该方法无须估计待检测单元统计特性;没有孔径损失;不需要训练样本;即使在距离模糊情况下也能有效地抑制密集目标环境下机载面阵雷达回波数据中的非均匀杂波。仿真结果验证了该文方法的有效性。

     

STAP在线阵和面阵中的比较

STAP（时空自适应处理）已被证明是机载雷达在强杂波环境下检测目标的一种有效方法。文中对面阵和线阵作比较,分析了阵元幅相误差对线阵中二维STAP（2D-STAP）性能的影响,对面阵天线采用的三维STAP（3D-STAP）技术,补偿因存在阵元幅相误差而导致各列子阵俯仰方向图的不一致性。对仿真数据处理结果证明三维处理具有更好的性能和很强的误差容错能力。     

基于辅助阵元的十字阵阵元位置误差校正方法

文中对基于辅助阵元法的十字阵阵元位置误差校正方法进行了深入研究,在详细分析十字阵阵列模型和阵元位置误差模型的基础上,提出将辅助阵元法用于解决十字阵的阵元位置误差校正问题.仿真结果表明,辅助阵元法可以很好地解决十字阵的阵元位置误差校正问题,且计算量小、估计精度高.     

天线极化产生的干涉仪测角误差分析及解决方法

分析了干涉仪的天线阵元极化差异导致测角误差的原理,指出该项误差是干涉仪在工程应用中最大的误差来源,提出使用基于数字处理的合成阵元代替常规阵元消除该误差的方法。合成阵元的权值表用离线方式生成,干涉仪工作时以测得的信号频率为依据在权值表中查找对应的权值实时进行阵元合成,消除阵元间的极化差异和测角误差。     

基于波束输出的高分辨定向方法及性能分析

本文提出一种基于波束输出的高分辨定向方法。这种方法利用子阵形成子波束,并把该子阵看做为一个等效阵元。然后对多个等效阵元构成的新阵列利用目前典型的高分辨算法进行定向。我们对均匀线列阵进行了计算机仿真实验和水池高分辨阵列处理实验,研究结果表明,这样做可以获得性能上的较大提高。一方面,可提高原高分辨定向算法的估计精度、分辨概率并降低运算时间;另一方面,由于各个等效阵元的输出是由多个实际阵元输出加权平均得来的,因此基于等效阵元构成阵列的高分辨定向算法对各种阵列误差(如阵元位置误差、阵元指向性的不一致等)变得不十分敏感,从而有利于抑制阵列误差对高分辨定向算法的影响,对工程应用具有较强的适应性。文中对各种情况进行了较详细的统计性能分析与比较。     

阵元位置误差对阵列天线等效辐射功率的影响

分析了阵列天线中阵元位置误差对等效辐射功率的影响,给出了归一化EIRP与阵元位置误差关系表达式,以均匀线阵和均匀半圆阵为例进行了仿真实验。仿真结果也说明了阵元位置误差对EIRP有着重要的影响,验证了理论分析的正确性。     

星载数字波束形成系统中阵元位置误差的分析

阵列天线的阵元位置误差能够造成数字波束形成系统性能的严重恶化。引起阵列天线导引矩阵失配的原因很多,阵元位置误差是最重要的因素之一。首先从物理的角度对阵元位置误差进行了理论建模,提出了阵元位置误差的圆柱形不确定度模型。作为整个天线系统误差构成的重要一环,对阵元位置误差造成的接收信号相位误差进行了量化分析,给出了相互关系。最后就如何消除阵元位置误差的影响进行了讨论。     

共形天线阵元位置误差校正的辅助阵元法

共形天线的安装和测量以及载体平台表面的变形和振动均会引起阵元位置误差,严重影响 共形天线的测向性能。通过设置４个方位未知的精确校正的辅助阵元,实现了共形天线大尺度三维 的阵元位置误差校正。给出了阵元位置误差条件下共形天线导向矢量的方位依赖的幅相误差等效 表示模型;基于子空间原理得到等效的方位依赖的幅相误差估计,进而得到共形天线阵元的三维位 置误差估计。该方法可以实现共形天线校正信源来波方位和阵元三维位置误差的联合但“去耦”估 计。计算机仿真结果验证了共形天线阵元位置误差校正的辅助阵元法的有效性     

正交化超分辨算法的误差灵敏度分析

本文给出了基于Gram-Schmidt正交化方法的超分辨算法,并分析了该算法对阵列幅度和相位误差的灵敏度.给出了两个目标、不同阵元数和不同阵元间距等情况下的灵敏度计算结果。结果表明,本文的算法在目标小角度间隔、大阵元数的情况下,受幅相误差的影响没有最大似然估计(MLM)和MUSIC算法敏感。     

一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法

针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。     

随机误差对阵列天线副瓣电平的影响分析

采用三角函数近似和幂级数展开近似等数值方法,推导出阵列天线中的阵元随机误差(包括幅度误差和相位误差)对天线副瓣电平产生影响的一般规律,代替难以得到的解析解。分析结果表明:随机误差对副瓣电平的影响与阵元数目和阵元幅值分布有关,而且不同的随机误差近似计算方法得到的结果亦有所不同,在不存在解析解的条件下,只有综合比较各种方法,才能客观估计随机误差对天线副瓣性能的影响。     

阵列误差对Capon波束形成算法的影响分析

针对阵列误差存在时经典(Capon)波束形成算法的性能严重恶化问题,介绍了均匀圆阵阵列流型下的Capon波束形成算法,对阵列天线各阵元间的幅度误差、相位误差、水平位置误差和垂直位置误差进行了数学建模,仿真分析了各种阵列误差对Capon波束形成算法的影响,并给出了该影响的量化分析结果,从而对该算法工程实现时的指标确定提供依据。     

二维综合孔径辐射计阵元位置误差分析与校正

在二维Y型天线阵组成的综合孔径辐射计系统,阵元存在位置误差引起接收信号相位误差,从而导致反演图像的图像质量下降。为了校正位置误差带来的图像误差,本文在天线阵元存在位置误差的情况下,对反演图像质量的影响进行定量分析。6个辅助源中3个位于方位角为0°,估计阵元的x坐标;3个位于方位角为90°,估计阵元的y坐标。在得到较精确的阵元位置估计基础上,对存在误差的反演图像进行图像校正。     

基于TD-SCDMA无线定位虚拟线阵四阶累量修正MUSIC算法的研究

无线定位的圆-角定位技术中,DOA估计极其重要。本文针对基于TD-SCDMA智能天线预处理后的虚拟均匀线阵MUSIC算法带来的阵列孔径小,抗阵元误差扰动性差的不足,研究了基于模式空间虚拟均匀线阵四阶累量的MUSIC算法,由于虚拟线阵四阶累量MUSIC算法的应用范围局限于独立的信号源的DOA估计,不能用于相关信号源DOA估计,因而提出了基于模式空间虚拟均匀线阵四阶累量的修正MUSIC(FOC-MMUSIC)算法,有效地拓展了阵元孔径,改善了系统抗阵元误差扰动和算法对相关信号源DOA的估计性能。     

基于结构误差的六边形相控阵天线电性能分析

相控阵天线(Phased Array Antenna,PAA)阵面加工、安装中产生的随机误差导致天线电性能的下降,严重制约高性能PAA的发展.通过考虑互耦参数,且将阵面存在的结构误差作为附加的相位因子引入到天线方向图函数中,建立了平面六边形PAA阵面结构误差与天线电性能之间的结构-电磁耦合模型,并仿真分析了考虑互耦时结构误差与天线电性能的定量关系,以及天线阵元个数变化时,阵元安装精度和阵面平面度对天线电性能的影响规律,为工程设计人员帝定天线结构方案与制造公差提供了重要参考.     

幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响与分析

首先阐述了阵列信号处理中广泛采用的修正MUSIC算法原理，并推导了天线阵元幅相误差条件下的修正MUSIC算法，重点分析了阵元幅相误差对修正MUSIC算法测向性能的影响。最后以均匀线阵为例进行了仿真，计算机仿真结果表明，阵元幅相误差严重影响着修正MUSIC算法的测向性能，因此在应用修正MUSIC算法进行来渡方向估计的时候，必须考虑阵元幅相误差的影响。     

阵列天线互耦、阵元位置误差和通道不一致性的校正

研究了阵列天线中由各阵元互耦、位置误差及通道不一致性引起的阵列流形误差的校正问题.在计算得到互阻抗矩阵对互耦实行补偿的基础上,利用单信号源可以实现各阵元位置、通道幅度和相位的较精确的估计,从而估计出综合误差存在情况下的阵列流形.这种方法解决了一般条件和复杂情况下代价函数难于收敛的问题.仿真结果表明了这种校正方法的有效性和稳健性.     

机载相控阵雷达天线方向图计算与误差仿真

本文推导了机载任意位置放置阵列雷达天线方向图的计算模型，提出了阵元幅相误差、阵元互耦误差、载机姿态误差模型，给出了仿真研究结果。