基于联合对角化的同频多信号测向技术

针对传统超分辨测向方法在复杂电磁环境中测向分辨率严重下降、干涉仪测向方法不能应用于同频多信号测向、传统盲源分离方法分离性能低等问题,提出了一种基于联合对角化、干涉仪、空间谱等处理方法相结合的同频多信号测向方法。针对盲分离过程中未知源信号数目的问题,提出了基于对角加载的信源个数估计改进方法,为盲源分离提供基础。运用了快速稳定的复数联合对角化盲源分离方法,分别给出了目标矩阵组的确定、对目标矩阵组的降维处理以及分离矩阵的求解方法。对分离出的每个源信号,进行干涉仪和空间谱测向处理。对所提方法与传统测向方法进行了对比分析。     

基于压缩感知的相关干涉仪测向算法

针对相关干涉仪测向系统,提出了一种基于压缩感知的测向算法.该算法将相关干涉仪的测量矢量分解为以测向数据库为基底的含有噪声的稀疏表示,采用再加权的l₁范数凸优化算法,迭代更新加权矢量,以逼近最优的l₀范数.所提算法和传统的计算相关系数最大值方法相比,额外利用了辐射源信号在空域上的稀疏性,可以对同频多信号进行测向.采用计算机仿真对所提算法的性能进行了验证.     

基于盲源分离的同频信号测向算法研究

信号测向系统中,常用MUSIC算法进行同频信号测向处理。但是由于实际使用过程中信号子空间和噪声子空间并不能实现完全正交,使得MUSIC算法的准确度和稳定性大幅度削弱。基于这个问题,将盲源分离算法引入到同频信号测向系统中,利用盲源分离算法,对信号进行处理,分离出每个信源的空间信息,单独进行测向处理。能够在信号子空间和噪声子空间正交性不理想的情况下,保证测向系统的抗干扰性能,提高系统的准确度和稳定性。     

基于时频干涉仪的联合时频-到达角估计

传统电子对抗的测频、测向是独立完成的,即先由测频接收机测得信号频率,且由测向天线采用如相位干涉仪方法完成测向。相位干涉仪测向是针对单个脉冲信号的,对于多信号没有分辨能力,对于线性调频等时变频率信号也不能直接应用。本文提出了一种时频干涉仪联合时频一到达角(DOA)估计算法。通过对接收机输出信号作XWVD,提取XWVD的时频脊线,并测量时频脊点上的相位来实现信号频率、DOA的联合估计。该算法可实现对多信号的分辨;也可直接应用于线性调频信号的到达角估计。     

对脉间跳频、频率捷变信号的双通道高精度测向技术研究

利用脉间跳频、频率捷变信号的脉间频率不同等特性,提出了一种对脉间跳频、频率捷变信号的双通道高精度测向算法。该算法相对于传统的多基线干涉仪测向系统,大大减少了设备的成本,仅仅通过2个通道便可完成高精度测向。     

基于空间谱估计的多目标信号分离研究

现代战争中,同一时间、同一空间、相同频率或不同频率上出现多个信号源的现象经常会出现,为了对这样的多目标信号进行有效分离,提出了空间谱估计测向的方法。在分析该方法基本原理的基础上,提出了适用于同频与不同频信号分离的通用测向算法,并对算法进行了仿真。仿真结果证明了该测向算法的有效性,从而为目标识别器的研制提供了一种有价值的方案。     

基于GPU的宽带信号干涉仪测向算法实现

在应用干涉仪算法测向时，需要对多个接收信号进行逐一处理，而且测向精度往往与本地样本库数据量正相关，因此当需对大量信号进行高精度测向时，常规的计算平台难以保证算法的实时性。针对以上问题，提出一种优化的干涉仪算法，能够在降低样本库数据量的同时保持较高的测向精度，并探索了一种基于GPU并行计算的算法实现方式。经计算机仿真验证，基于GPU实现的优化算法，可将执行速度提升至CPU平台的十余倍。     

基于大潜深耐压天线罩模型的四面阵干涉仪测向算法

基于大潜深耐压实心厚壁柱状天线罩模型，提出一种四面阵干涉仪测向算法，推导了该模型下干涉仪相位差及信号入射角度的相关计算公式。该算法可以解决天线罩插入相位移不均匀性引入的相位误差问题。最后通过计算机仿真验证了所提算法的有效性，能够很好地解决经典干涉仪算法在实心壁天线罩模型下带来的阵元相位差严重失真以及测向误差大的问题。     

扩频手机信号测向技术及其应用研究

针对当前基于比幅式测向对扩频移动通信信号定位慢、精度低的问题,提出了一种新型的基于相关干涉仪技术的测向方法,该方法先通过解扩扩频信号,实现目标信号与无关信号的分离及原始信号的还原,再通过相关干涉仪测向技术快速精确地对目标信号进行测向。基于本文提出的测向总体技术,理论上可以实现对扩频手机信号进行快速精确测向定位,通过模拟仿真,验证了该技术的优势和可行性。     

时频干涉仪到达角估计性能分析

传统干涉仪测向是对单个脉冲信号测向的，对于多信号没有分辨能力，对于线性调频等时变频率信号也不能直接应用。本文提出了一种时频干涉仪算法以实现对宽带线性调频信号的到达角（DOA）估计；同时该算法可实现多信号分辨；讨论了通道误差对算法性能的影响；分析表明，通道增益不一致不会造成DOA估计错误，而通道时延的不一致将造成DOA估计错误；给出了通道时延误差校正算法，通过校正可实现DOA的正确估计；计算机仿真结果证实了分析的正确性。     

基于双极化圆阵天线的多路径干涉仪测向研究

当低空掠海反舰导弹攻击目标舰船时,因为海面多路径散射波的存在,导致舰船上传统的相关干涉仪测向不准,从而不能有效反击拦截导弹。提出了一种基于双极化圆盘阵列天线的多路径相关干涉仪的测向方法,其工作原理为(假设反舰导弹天线是垂直极化方式)当圆盘阵列天线选择垂直极化方式时,干涉仪接收到导弹直达和海面多路径散射的混合信号;当圆盘阵列天线选择水平极化时,干涉仪仅接收到海面多路径总散射信号。在仿真中,根据相关干涉仪算法和多信号分类(MUSIC)算法,可以画出混合信号和总散射信号的空间坐标分别为方位角3°,4°,俯仰角82°,86°,然后比较两者空间向量之间的关系,得出导弹的空间坐标方位角小于3°,俯仰角小于82°,最后通过最小方差无失真响应(MVDR)空域滤波和波束形成算法抑制干扰信号的影响, 通过仿真可以看出总散射信号方位角被抑制大约23 dB,俯仰角被抑制大约17 dB,并通过与仿真场景中导弹的实际空间坐标进行比较,可看出该方法依然存在一定的差距,但也为消除散射多路径对测向的影响提供一种思路与方法。     

基于ESPRIT宽带信号测向技术研究

研究了基于ESPRIT宽带信号测向技术,采用信号子空间变换方法分别对2个平移矩阵聚焦处理,并利用窄带ESPRIT测向方法计算出来波方向,提出利用ESPRIT与聚焦处理相结合测向的方法,解决了ESPRIT宽带信号测向精度差问题。通过聚焦处理有效抑制噪声,提高信噪比,从而获得高精度、高分辨率的渐进无偏估计信号方向。计算机仿真验证了算法的有效性。     

负SNR数字调相信号的干涉仪测向技术

传统意义上的干涉仪测向数学模型与处理流程一般要求目标信号具有正信噪比(SNR),在对负SNR调制信号实施测向时通常会产生较大误差甚至失效。在分析传统方法失效原因的基础上,利用数字调相信号的特点,通过非线性变换对负SNR信号进行高次载波恢复,然后针对恢复后的高次载波进行相位差提取,从而获得被测信号的来波方向。在此基础上对该方法所能达到的精度进行了理论分析,并将其推广至凡是具有可恢复载波分量的测向应用情况。仿真结果验证了该方法的有效性,这对于干涉仪在电子侦察和电磁频谱监测中更加广泛的应用提供了新的参考。     

基于矢量合成的相干信号干涉仪测向模型

基于通道间相位差测量的传统干涉仪测向模型在对相干多信号进行测向时会产生较大的误差,甚至测向失效,在分析其失效原因的基础上,利用相干多信号矢量合成方法,根据干涉仪基线几何结构,构建了新的相干信号干涉仪测向模型,并详细讨论了模型的求解过程。该模型不仅能够对相干多信号实施测向,而且通过对求解结果的分析可推断产生相干效应的信号个数,也能实现对传统单信号的测向,即具有较好的向下兼容性。最后通过仿真验证了模型的有效性,从而为干涉仪测向理论的发展和抗干扰应用提供了重要参考。     

Monostatic multi-source direction finding based on I/Q radio frequency data

At present, many researchers study methods for estimating signal sources through direction finding. The use of phase interferometry for directional applications is common. This method measures the phase through the phase-locked loop module, and the detection bandwidth is limited. We propose to extract the phase information of signals from the I/Q data by electromagnetic measurement. In this paper, One-dimensional phase interferometer is expanded to two-dimensional antenna array. Use the equilateral triangle antenna array to increase the spatial dimension of the direction finding antenna array, and to avoid the phase ambiguity. Through the calculation of associated phase difference to achieve all-directional angle detection. The angle incidence of multi-signal estimation method in single station is proposed in this work. The estimated phase difference is converted into the calculated the duty cycle of the phase waveform. The experiment result show that the method based on the I/Q data can quickly achieve multi-signal source direction finding.     

基于虚拟阵列变换的干涉仪测向算法

针对宽带测向中的相位模糊问题,提出了一种基于虚拟阵列变换的干涉仪测向算法.该算法利用实际阵列的相位差作矢量运算,从而获得新的相位差,将新的相位差作为虚拟阵列相邻阵元的相位差,由此求得入射信号的方位角和俯仰角估计.经过虚拟阵列变换所获得的虚拟阵列半径较原阵列半径缩小了,从而使得系统的无模糊频段得到了扩展,为解相位模糊提供了一种新的途径.仿真结果验证了虚拟阵列变换的正确性及基于该变换的干涉仪测向算法的有效性.     

干涉仪相位差测量精度的匹配滤波理论解释

针对干涉仪接收通道间信号的相位差测量精度问题,指出了传统计算公式的局限性,通过采用信号能量信噪比替代信号带内功率信噪比,引出了干涉仪接收通道间信号的相位差测量误差的标准差的理论计算公式。从去调制与匹配滤波的角度证明了该计算公式的普适性,并通过各种调制信号与脉冲串信号的仿真验证了理论分析的正确性,揭示了干涉仪通道间相位差测量误差的标准差与信号能量信噪比的平方根成反比。这一理论分析结果为干涉仪测向工程应用的精度指标计算与论证分析提供了普适性的指导。     

对相关干涉仪测向算法的改进

给出了一种相关干涉仪测向的改进算法.与在全方位范围内进行相关运算的常规相关干涉仪不同,它只在相位角的有限区间内进行相关运算并搜索最大相关系数值,可以极大的缩短相关干涉仪测向所需的时间;在该方法中引入曲线拟合算法对相关运算后的数据进行处理,可以使相关干涉仪测向系统获得更高的测向精度.     

基于线性误差模型的干涉仪系统标校方法

干涉仪系统利用多个天线构成测向基线,通过测量目标相位信息完成入射角度估计,能实现瞬时高精度测向.针对系统误差影响测向性能这一问题,分析了系统误差来源(包括天线安装误差和系统固定相位误差),建立了干涉仪系统误差线性模型,利用线性最小二乘算法对干涉仪系统中的天线相位误差与基线安装误差进行估计.仿真分析验证了该方法的有效性.