一种基于方差融合的双均匀线阵阵列测向算法

本文提出了一种基于双均匀线阵的快速高精度测向算法。针对双均匀线阵不同轴上的接收噪声互不相关的特点,可以得到理论上不含噪声的互相关矩阵。并且由于在两个轴上的阵列流型均具有移不变特性,因此本文所提的快速算法首先利用x轴上最大不重叠的两个子阵列对y轴上最大不重叠的子阵列做互相关,利用y轴上最大不重叠的两个子阵列对x轴上最大不重叠的子阵列做互相关,接着对上述两个相关矩阵采用旋转不变子空间算法,分别计算出目标的角度,再利用方差融合的方法,将两次求得的角度信息进行融合,最后得到较高精度的角度信息,理论分析表明该算法是无偏的,并且在较高信噪比下趋近于克拉莫罗界。最后利用蒙特卡洛仿真验证了本算法的有效性。      

神光Ⅱ特殊光束强度分布条件下的均匀线聚焦系统

在神光Ⅱ特殊的激光光束强度分布条件下 ,通常使用的等宽柱面透镜列阵线聚焦系统不能获得均匀的线聚焦。考虑神光Ⅱ输出激光光束特殊强度分布的影响 ,优化设计并制作了不等宽单元柱面透镜列阵 ,获得了良好的均匀线聚焦结果 ,在X光激光实验中良好的使用效果表明这一设计是有效的。     

焦线可控的光楔列阵均匀线聚焦系统

研制了一种可连续改变焦线宽纵比的光楔列阵均匀线聚焦系统。线长变化后，焦线宽度、光强分布均匀性、靶面位置仍然不变。实验研究与理论分析结果一致。     

秩-1子空间跟踪算法

子空间估计和跟踪问题是在现代阵列信号处理应用中的一个重要课题。该文深入研究幂迭代算法并成功地将幂迭代用于子空间跟踪,分析和讨论了针对运动目标秩-1子空间的估计和跟踪及 DOA估计问题。通过计算机仿真实验证明了这种方法的有效性。     

基于快速子空间分解的宽带非相干DOA估计快速算法

总结了快速子空间分解在窄带阵列到达角估计中的应用,给出了几种构造参考信号的方法。将快速子空间分解与宽带非相干信号子空间方法相结合,得到了宽带到达角估计快速方法。在性能基本保持不变的同时,新方法大大降低了运算量。仿真结果证明了算法的有效性。     

基于连续蚁群优化算法的小快拍加权子空间拟合快速算法

该文针对加权子空间拟合(WSF)算法多维非线性优化计算量大,难以工程应用的问题,将连续空间蚁群算法与加权子空间拟合算法相结合,提出了基于蚁群算法的加权子空间拟合(Ant Colony Optimization based Weighted Subspace Fitting,ACO-WSF) 方位估计新方法。该方法利用连续蚁群算法中的信息量高斯核概率分布函数,经过有限次迭代得到加权子空间拟合算法的非线性全局最优解。仿真结果表明,低信噪比、小快拍条件下该方法估计性能与WSF方法基本相同,优于MUSIC方法,而且显著减少了计算量。     

基于DML-ESPRIT算法的多维参数快速联合估计

将确定性最大似然估计准则的多维参数估计能力与ESPRIT算法的高时效性有机结合,提出了一种二维DOA-功率-频率快速联合估计方法--DML-ESPRIT算法。利用双L阵列的空间特性,通过引入空间锥角,将多维空间搜索问题转换为一维角度估计,并基于确定性最大似然估计准则推导得到了多信源的空间锥角、功率和频率联合估计的数学模型;然后在对子阵进行扩展的基础上,利用TLS-ESPRIT算法对模型进行求解,避免了谱峰搜索问题,实现了多维参数的快速联合估计。实验结果表明,DML-ESPRIT算法在保持高估计精度的同时运行耗时约35 ms,具有较好的工程应用前景。     

快速最小模算法新实现及实验研究

KumaresantTufts提出的最小模算法（KT）通过对空间协方差矩阵进行特征分解后构造噪声子空间向量来求解方位。VictorT．Ermolaev和AlexB.Gershman在此基础上利用指数基替代特征向量基建立了一种迭代算法（EG），避免特征分解过程，从而减少了原算法的运算量。本文对该算法再进一步改进（MEG算法），合理简化参数设置，有效解决EG算法中的参量选取和迭代收敛问题，使运算量又得到大幅度降低，更接近工程应用。文中介绍了MEG算法各参量的详细设置过程、利用计算机仿真与KT算法的性能进行统计分析比较。我们开展水池实验研究和VISI实时运算实验来验证其实用性。各种结果表明MEG算法性能优越、运算小，具有良好的应用前景。     

MIMO声纳方位估计子空间拟合快速算法

为了充分利用多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO ）声纳的虚拟阵列孔径的性能,针对目标的方位估计问题,提出了一种M IMO声纳系统的目标方位估计方法,该方法由发射阵列发射正交信号,接收阵列首先对接受信号进行匹配滤波,然后构造子空间拟合关系,最后采用马尔可夫蒙特卡罗吉布斯抽样方法解决子空间拟合求解运算量大的问题．仿真研究表明,两目标条件下,采用该方法的MIMO声纳系统方位估计精度在中低信噪比条件下接近MIMO最大似然方位估计,优于其它MIMO阵列方位估计方法,而运算量只是最大似然方法的约1/4．水池试验结果验证了算法的有效性．     

空间非平稳噪声下的DOA快速估计新算法

提出了空间非平稳噪声环境下DOA快速估计的新算法.通过利用估计的噪声相关矩阵对接受数据相关矩阵进行预处理.消除了空间非平稳噪声对方位估计的影响.利用线性运算来代替特征分解以求得噪声子空间.可以获得子空间算法的快速实现.计算机仿真结果证实了该算法的正确性和有效性.     

均匀阵列下二维TLS-ESPRIT改进算法的研究

通过对均匀阵列下二维TLS-ESPRIT算法的研究,将一维ESPRIT改进算法推广到二维领域,在二排平面均匀直线阵模型中使用同一排几何阵列构造两个子阵列,即将阵元为M的阵列够造成由前M-1个阵元构成的子阵列和后M-1个阵元构成的子阵列,从而增加了阵列的有效孔径,提高了信源波达方向的估计精度,并通过MATLAB仿真,给出了不同信噪比情况下,改进算法与原算法的性能比较,证实了该算法的有效性。     

基于均匀圆阵的模式空间矩阵重构算法

该文提出了一种新的均匀圆阵解相干方法,这里称为模式空间矩阵重构算法(MODE-TOEP)。该算法对均匀圆形阵列(UCA)的输出信号进行模式激励,使其成为模式空间内的虚拟阵列(VULA);在此基础上重构一个Toeplitz 矩阵,成功地估计出相干源的来波方向。MODE-TOEP算法不需要进行平滑计算,从而减少了计算量。计算机仿真实验表明MODE-TOEP算法比传统的模式空间平滑类算法(MODE-FSS,MODE-FBSS)有更好的估计性能。     

一种非均匀线阵超分辨测向性能分析

在使得阵列的分辨力达到最高的基础上,推导并提出了一种非均匀线阵设置方法,然后从理论上分析了其估计性能,最后通过计算机仿真验证了理论分析结果,并将其与最小冗余阵(MRL)在分辨力、估计成功概率、CRB(Cramer-Rao Bound)等方面进行了对比,可以看出与最小冗余阵相比,该阵列在分辨力和估计的CRB下界等估计性能方面都要优于最小冗余阵,从而证明了这种非均匀线阵设置方法的有效性和合理性。     

均匀直线阵幅相误差校正的扰动分析及最优化算法

该文研究均匀直线阵幅度和相位误差校正问题。首先分析了估计协方差矩阵各对角线元素扰动量的统计特性,同时给出了不同对角线上幅度和相位扰动量的统计方差的显式表达式。分析结果表明,相同对角线上,不同元素的幅度和相位具有相同分布,而不同对角线上,幅度和相位扰动量的方差不同。基于此结果,分析了一类基于Toeplitz结构幅度和相位误差的校正方法,说明基于主对角线的幅度误差校正方法和基于第一上对角线的相位误差校正方法分别是幅度和相位误差的最优校正方法。计算机结果验证了本文分析的正确性。     

基于流形分离技术的稀疏均匀圆阵快速DOA估计方法

该文针对阵元数有限以及阵元稀疏的均匀圆阵,提出基于流形分离技术(Manifold Separation Technique,MST)的快速波达方向估计算法,PM-Root-MUSIC方法。该方法避免了均匀圆阵中基于相位模式激励原理的波束空间变换所带来的映射误差,同时利用传播因子(PM)和根MUSIC算法,避免了传统算法中的特征分解和谱峰搜索过程,有效降低了计算量,并获得了接近克罗美劳(Cramer-Rao)下限的估计精度。仿真实验验证了该文算法的有效性。     

一种均匀线阵的通道校正方法

阵列天线各通道幅度增益和相位误差使得高分辨率的参数估计算法的性能下降,特别是相位的误差,将会引起参数估计的偏离。所以对于各通道的校正是很有必要的。提出了一种均匀线阵通道的校正方案,用于降低各信道的不一致性。方案的基本思想是在阵列满足远场的位置放置一个RF辐射源。通过对RF的开、关,得到RF信号的相关矩阵R,用于各通道的不一致性估计。该方案校正过程中RF将进行一次频率切换,可以通过RF将其切换信息传送给校正阵列。以DOA（波达方向）估计为例,通过计算机仿真,可以看出方案的有效性。     

一种快速DOA估计算法

MUSIC算法需要将天线阵列接收数据的协方差矩阵进行特征分解,并在全空域进行谱峰搜索。该算法具有很高的分辨力、估计精度及稳定性,但是运算量巨大,难以实时实现。通过对等距线阵特点及MUSIC算法的研究,提出了一种无需特征分解和在全空域进行谱峰搜索的快速算法,算法采取降维处理的方法快速估计信号子空间,然后根据基于阵列一次快拍的FFT算法粗略估计的局域信号空间进行谱峰搜索,从而有效降低了算法的计算量,理论分析和计算机仿真结果证明了该算法的有效性。     

一种快速TLS-ESPRIT算法

在众多的高分辨谱估计算法中，TLS－ESPAIT算法以估计精度高、分辨率高和运算量较低而深受欢迎。本文提出一种TLS-ESPRIT算法的快速方法，能够进一步降低运算量。     

一种非等间距线阵的DOA估计方法

针对非等间距线阵测向中的测向精度和相位模糊之间的矛盾,该文提出了一种基于四阶累积量的波达角(DOA)估计算法。该算法利用基线间的参差关系解相位模糊,以突破VESPA算法中参考阵元间距不大于半波长的限制,从而有效地提高了测向精度。依靠导向矢量、累积量矩阵特征值以及其对应的特征向量三者之间的关系,该算法实现了各基线的相位差与信号源的配对。仿真实验验证了该算法的有效性。     

非均匀线阵的快速求根MUSIC方法

相对于均匀阵列,非均匀阵列在增大天线孔径、避免栅瓣方面具有明显优势。针对非均匀线阵DOA估计带来的高计算量问题,提出了一种快速的实多项式求根MUSIC方法。该方法利用小角度范围内的导向矢量可以利用低阶多项式很好近似的特性,将非均匀线阵DOA估计问题转化为多组低阶实多项式求根问题。由于低阶实多项式具有计算量小以及数值稳定性好等优点,而且多组多项式求根可以并行实现,该方法能够快速地实现非均匀线阵DOA估计,非常适合于工程应用。