极化敏感阵列滤波性能分析:完全极化情形

本文研究了完全极化情形下极化敏感阵列滤波性能.期望信号和干扰信号来自任意方向,并且任意极化,推导获得阵列最大输出信号干扰噪声比SINR,它是空间匹配系数和极化匹配系数的函数.与普通阵列相比较,极化敏感阵列不仅可以在空域滤波,而且可以在极化域滤波.当干扰和期望信号到达角差别较大时,阵列通过调整方向特性抑制干扰、增强信号;当干扰信号和期望信号到达角接近时,仍然可以利用它们极化状态的差异提高SINR.对于干扰方来讲,要想获得较好的干扰效果,干扰信号必须要和期望信号具有相同的到达角和极化状态.具体的算例结果验证了理论分析的正确性.     

部分极化干扰条件下极化阵列性能分析

研究部分极化干扰条件下极化阵列的滤波抗干扰性能,期望信号为完全极化波,干扰信号为部分极化波.利用最大信噪比准则得到阵列最大输出信号干扰噪声比(SINR)的解析表达式,分析干扰极化度,到达角等因素对阵列抗干扰性能的影响,仿真实验验证理论分析的正确性.     

机载雷达极化空时联合域杂波抑制性能分析

针对当前机载雷达面临强杂波抑制和微弱目标检测等难点问题,提出了一种极化空时联合处理新方法.该方法充分利用了目标与杂波在极化域、空域和时域(Doppler域)的特征差异,提高了抑制杂波、增强目标的能力.本文首先建立了机载极化阵列雷达接收信号模型和滤波算法模型.其次,利用分辨格思想及特征值、特征向量和功率谱的关系,构建了完全极化情况下杂波协方差矩阵新的等价关系.在此基础上,详细推导了新方法的杂波抑制性能,得到了输出信干噪比(SINR)与空间匹配系数,Doppler匹配系数,极化匹配系数,杂波脊斜率,信噪比(SNR),杂噪比(CNR)等的定量解析表达式.并与空时自适应处理(STAP)进行比较,从理论上分析得到了极化空时处理性能优于空时处理.特别在检测慢速运动目标时,新方法具有较强的稳健性.最后,仿真算例验证了模型的正确性.     

多基地极化雷达主瓣干扰抑制算法

现代战场电子对抗日益复杂,电磁干扰形式多样,当干扰从接收机主瓣进入会形成主瓣干扰。主瓣干扰严重影响雷达正常工作,传统空域、极化域、时频域等抗干扰算法都很难有效对其抑制。为有效抑制主瓣干扰,文章利用目标极化散射特性在不同角度存在差异的特点,提出基于多基雷达的空-极化协同滤波主瓣干扰抑制方法。方法首先采用主瓣保形技术在空域抑制副瓣干扰并压低空间噪声,然后将多基地雷达接收的数据进行时域对齐,计算包含主瓣干扰和回波信号的数据协方差矩阵,通过分解协方差矩阵在空-极化信号空间识别干扰,估计回波信号导向矢量,最后将目标回波与主瓣干扰通过多基地极化滤波,滤除主瓣干扰保留目标回波信号。通过仿真算法抑制噪声干扰与转发干扰,验证了所提算法能够有效对抗主瓣干扰,有效提高输出信干噪比。      

阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响

在阵列互耦条件下,给出了极化敏感阵列接收信号模型;并在形式上把互耦误差分解为正交阵元接收因子误差和阵列接收因子误差,分别代表了阵列接收信号极化信息误差和空间信息误差.给出互耦条件下,信号、干扰空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR的数学表达式.在单干扰源情况下,分析了阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响.     

一种改进的极化域-空域联合的自适应波束形成算法

为了进一步提高传统最优空域滤波算法的性能,本文提出了一种基于极化敏感天线阵列的极化域-空域联合的自适应波束形成算法.在给出了算法的信号模型和算法原理的基础上,详细的阐述了该算法实现极化域-空域联合自适应滤波的机理,然后利用计算机仿真较全面地分析和比较了算法的性能.理论分析和仿真结果表明,本文提出的新算法在提高输出信干噪比和削弱指向误差影响等方面明显地优于传统的最优滤波方法.     

极化阵列抗主瓣干扰性能研究

为改善极化敏感阵列主瓣抗干扰性能,分析了基于特征空间投影算法的交替极化敏感阵列的主瓣干扰抑制性能,并与常规极化敏感阵列进行了比较.讨论了期望信号和干扰信号的空域和极化域匹配系数对阵列输出信干噪比的影响;分析了在期望信号导向矢量失配情况下,采用特征空间投影算法改善两种极化敏感阵列的主瓣抗干扰性能.理论分析和仿真结果表明:在期望信号导向矢量存在误差情况下,基于特征空问投影算法的交替极化敏感阵列具有良好的稳健性.交替极化敏感阵列系统复杂度低、更易于工程实现.     

极化域空域联合匹配波束形成技术研究

针对普通相控阵雷达可能因存在天线极化失配而导致对接收信号的损失问题,提出采用极化阵列天线体制的办法。研究了完全极化情况下极化阵列雷达的波束形成技术。提出了极化域-空域联合匹配滤波方法,推导了极化阵列波束形成的具体解析表达式,并与普通相控阵雷达进行比较,得到了极化阵列雷达具备更强的稳健性:极化阵列雷达不仅能控制波束的指向,而且,还能调整极化与接收信号在极化域空域上联合匹配,增强目标信号,提高信噪比。例分析和仿真结果验证了理论模型正确性。     

一种空域-极化域联合的雷达欺骗干扰抑制算法

现代电子战中雷达有源欺骗干扰,特别是转发式欺骗干扰,已对雷达构成了严重的威胁。本文针对阵列雷达中有源欺骗干扰抑制问题,研究了一种空域-极化域联合处理的抑制方法。该方法采用矩阵法测量目标和干扰的空域及极化域参数;然后借助子空间投影理论构建滤波算子;进而在由空域和极化域组成的联合域上滤除欺骗干扰并提取目标回波,从而达到干扰抑制的目标。该算法采用信干噪比改善因子来衡量其性能,同时推导了改善因子的理论上限。该算法具有较低的复杂度,大量计算机仿验证其性能。仿真结果表明,算法不仅有良好的欺骗干扰抑制效果,并且在一定程度上也抑制了噪声;当SNR>10dB,参数估计相对误差小于0.1,抑制前后回波相关系数大于90%,干扰和噪声抑制度大于10dB。      

高频地波雷达的三维极化滤波

本文提出了采用三维正交极化接收天线对高频地波雷达天波干扰进行极化滤波的方法,此法能在极化域和空域综合抑制二维正交极化滤波不能滤除的干扰.为了进一步提高抗干扰能力,文中给出了x,y分量最佳实数加权法,理论证明这种加权法可以减小极化损失、有效提高滤波器输出SINR、扩大极化域和空域内的干扰抑制范围.     

通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响

在极化敏感阵列通道失配条件下,建立了极化敏感阵列接收信号误差模型。把通道失配误差分解为阵元极化信息误差和阵列孔径信息误差,给出误差量明确物理解释。在单干扰源情况下,分析了通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响,并给出通道失配条件下,期望信号和干扰信号间的空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR表达式,最后,通过计算机仿真验证了文中结果,并给出有意义的结论。     

基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法

针对波束形成中目标方位失配以及噪声加干扰的协方差矩阵非精确重构造成的波束形成方法性能下降的问题,提出一种基于嵌套阵列的稀疏表示稳健波束形成方法。在该方法中,计算嵌套阵的采样协方差矩阵,通过差合作阵处理得到一孔径扩展的虚拟均匀线列阵;基于稀疏表示的方法来估计目标以及干扰的准确方位信息;进一步利用得到的方位信息构造导向矢量,通过最小二乘方法计算干扰信号的精确功率值;最后重构干扰加噪声协方差矩阵,通过波束形成实现干扰抑制。数值仿真表明,所提方法有效提升了干扰加噪声协方差矩阵重构精确度,在不同信噪比和快拍数条件下,输出信噪比都能逼近最优信干噪比,验证了该算法的有效性。     

基于IAA的协方差矩阵重构稳健波束形成方法

针对小样本背景下,存在相干信号、相位及阵元位置误差,传统波束形成方法性能不佳的问题,提出了基于迭代自适应法(IAA)的协方差矩阵重构稳健波束形成方法。该方法利用IAA估计出精确的功率谱,并进一步利用IAA估计的功率重构干扰协方差矩阵。重构过程中,将积分区域缩小到三维立体环域,减少无用信息的影响,提高了干扰协方差矩阵的重构精确度。最后通过波束形成抑制干扰信号。由于IAA不依赖于信号的非相干假设,解决了相干信号存在下的方位估计和功率估计。仿真表明,所提出的方法在相干信号、少快拍、相位及阵元位置误差同时存在的情况下,相对于其他波束形成方法,具有最优的信干噪比(SINR)输出,表明该方法具有优良的抑制干扰性能。     

干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计

在干扰背景下,集中式MIMO雷达可以通过设计发射波形提高系统的输出信干噪比,然而优化后的波形通常会具有较高的自相关旁瓣,降低了接收机对弱目标的检测性能。该文提出一种干扰背景下MIMO雷达部分相关信号设计方法。该方法在兼顾发射信号峰均比(PAPR)的同时,在发射天线对正交恒模波形进行加权处理,并以最大化接收机系统的输出信干噪比为准则建立目标函数,给出一种基于拟牛顿法的连续优化算法求解目标函数,获得最优加权,使得系统的输出信干噪比得到提升。仿真结果表明,该方法能够有效地抑制干扰,并可自适应地将发射信号能量辐射向目标方向,提高系统输出信干噪比。     

基于循环平稳性的异构网OFDM系统窄带干扰消除

在异构网正交频分复用系统中,异系统窄带干扰会造成系统性能的下降。该文提出一种基于信号循环平稳性的异系统窄带干扰消除算法,对干扰进行估计和消除,推导了干扰消除的信干噪比增益。仿真结果表明,与传统的线性预测滤波算法相比,该文提出的方法可以更为准确地估计窄带干扰信号,消除异系统干扰,提高系统性能。     

基于相位调制的宽带雷达波形优化方法

该文针对目标检测中宽带雷达信号发射-接收联合优化的问题,提出基于相位调制的宽带雷达波形优化方法。该方法充分发挥了雷达发射机的发射能力,即对于固定的发射机来说,以发射更大的能量来得到更大的输出信干噪比。仿真结果表明在同样的条件下,与已有方法相比,该方法输出信干噪比有1.8dB左右的提高,尤其是在杂波功率谱密度相对较小的时候效果更为明显。     

旁瓣电平软约束下干扰功率搜索的波束形成

实际中,期望信号或干扰的先验方向信息往往不能精确已知(即存在阵列流形误差),当信噪比超过一定门限时,线性约束自适应波束形成器对阵列流形误差有高敏感性从而导致输出信干噪比下降。为解决上述问题,该文提出一种旁瓣电平软约束条件下搜索人工干扰功率值的波束形成方法。在粗估干扰来波方向的基础上,约束旁瓣最大峰值起伏在一定范围内,采用子空间投影和加宽干扰零陷区的技术提高波束形成器的鲁棒性,通过粗、精两种模式的搜索获得干扰零陷区的注入功率值估计,具有良好的干扰抑制效果和对阵列流形误差不敏感的特性。计算机仿真验证了方法的有效性和鲁棒性。     

极化敏感阵列信号检测:部分极化情形

首次深入研究了基于极化敏感阵列的部分极化信号检测问题.建立了部分极化信号检测模型;在高斯分布假设条件下,利用矩阵特征分解求得似然比统计检验量,并给出了最优检测器的结构框图;推导求得统计检验量的概率密度函数,根据N-P准则求得检测器的检测性能;进一步利用上述理论结果分析了结构噪声背景下检测器的检测性能,分析了信号极化度、干扰强度、干扰极化度以及干扰到达角等因素对检测器检测性能的影响.