水下成像的稀疏阵列乘性处理

针对阵列传感器布阵设计中的冗余问题,提供了一种水下声学成像稀疏阵列的处理方法。采用稀疏阵列乘性处理方法可合成一个收发一体的虚拟阵列且虚拟阵元数目等于实际阵列发射阵元与接收阵元的乘积。依据相位中心近似的原理,对虚拟阵元的布阵位置进行了数学的解析表示,使用几种不同结构的稀疏阵列进行比较。实验结果得出,使用上述方法建立的稀疏阵列性能指标在三维声场、波束、导向矢量、主瓣宽度和峰值旁瓣级等方面与同等数量的收发一体Mills cross稀疏阵列一致。表明了乘性处理方法能有效解决阵元冗余问题,利用上述方法可得到一种优于Mills cross的新型稀疏阵列。     

十字形二维稀疏混合MIMO相控阵雷达收发阵列设计

针对二维混合多输入多输出(MIMO)相控阵雷达发射子阵分割带来的自由度损失进而影响雷达系统参数估计性能的问题,提出一种基于十字阵的二维稀疏混合MIMO相控阵雷达收发阵列设计方法.首先,结合稀疏阵列-共轭嵌套阵对混合MIMO相控阵雷达的收发端进行稀疏设计;其次,对混合MIMO相控阵雷达产生的合阵进行做差处理,得到阵元位置差的差异阵列;最后,通过空间平滑处理进行波达方向估计.仿真实验表明,相较于传统的二维混合MIMO相控阵雷达,所提出方法仅利用两个互相垂直的一维线阵便可形成阵列的二维平面扩展,同时,在不增加阵元个数的前提下可有效扩展雷达阵列虚拟阵元数目,提高阵列的自由度以及波达方向估计性能.     

MIMO阵列正交频分发射波形模糊函数分析

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列因具有的优越性能在通信技术研究中成为信号处理界研究的热点,对发射波形设计是MIMO阵列应用的关键.建立了MIMO阵列的发射、接收信号模型,针对MIMO阵列及发射信号正交的特点,在远场窄带情况下对MIMO模糊度函数进行简化.从目标分辨力的角度出发,利用仿真分析了MIMO阵列不同发射阵元数正交频分线性调频(LFM)信号的模糊函数特点.仿真结果表明MIMO阵列的分辨能力优于常规相控阵,随着发射阵元数目的增大,系统的距离和角度分辨力有显著提高,多普勒分辨力保持不变.     

稀疏阵列MIMO雷达参数估计研究进展

利用稀疏阵列多输入多输出(multi-input and multi-output, MIMO)雷达的虚拟孔径扩展特性开展参数估计研究具有重要的理论意义和应用前景.本文以稀疏阵列MIMO雷达设计和参数估计为导向,以提高估计精度和降低运算量为落脚点,从子空间类和压缩感知类算法的契合点出发,围绕阵列设计、波达方向估计、角度联合估计等方面,构建了系统的稀疏阵列MIMO雷达参数估计理论.最后,从阵列优化设计、混合目标参数估计、非理想因素抑制和分布式平台搭建等方面展望了稀疏阵列MIMO雷达的发展趋势.     

最小冗余MIMO声纳阵列结构优化仿真

研究多输入多输出( Multiple - Input Multiple - Output,MIMO)声纳阵列都是以均匀线列阵(Uniform Linear Array,ULA)为主,而非均匀线列阵列(Non - Uniform Linear Array,NLA)能产生更多的虚拟阵元,达到较高的目标检测分辨概率以及估计精度.为了提高检测和估计精度,提出了一种基于最小冗余阵列的MIMO声纳发射接收阵列结构优化算法建立阵列模型进行仿真.仿真结果表明,上述方法设计的MIMO声纳系统在目标分辨概率和估计误差方面性能均有提高,尤其在低信噪比条件下效果更好.     

反无人机射频前端设计

本文针对无人机探测提出了一种低成本全电控阵列前端设计方案,为无人机探测雷达提供输入信号。该前端包括发射天线单元、接收天线阵列、北斗天线和下变频接收模块,本文对各个模块进行了分析论证,设计了发射天线、接收天线及阵列和下变频模块,对发射天线和接收天线进行了仿真,完成了下变频模块的设计和测试。发射天线增益2dB,接收天线法向增益3.58dB,阵列采用锥台结构,波束可实现较大空域的覆盖,下变频接收通道增益>40dB,工作频带内接收通道具有良好的幅相一致性。该方案具备波束扫描范围大、扫描速度快的能力,同时也面向无人机探测应用,具备低成本的特点。     

MIMO雷达检测性能和系统配置研究

MIMO(multiple-input-multiple-output)雷达是近年来提出的一种新概念雷达,具有多正交发射波形、全方位覆盖等特点。本文利用Stein引理,将信息论中相对熵的概念引入雷达检测理论,并据此对MIMO雷达系统和相控阵雷达系统的检测性能进行了讨论和比较。在此基础上,研究了收发分置MIMO雷达发射和接收阵元数目优化配置的问题。研究表明,在相控阵体制下,当收发阵元总数一定时,检测性能在发射阵元数与接收阵元数相等时最好。而在MIMO体制下,低信噪比时发射阵元数目宜少;高信噪比时发射阵元数应与接收阵元数相等。这些结果对未来收发分置MIMO雷达的结构配置设计具有一定的指导意义。     

最小冗余MIMO雷达阵列设计

阵列天线的优化设计对降低系统成本、提高系统性能起着关键的作用。最小冗余阵因其能用较少的物理阵元形成较大的阵列孔径而备受关注,但是其阵元位置往往只能通过穷举法搜索得到,而穷举法的运算复杂度很高,因此不利于实际应用。针对这一不足,根据组合设计理论中的循环差集的基本原理,提出了一种基于循环差集的最小冗余MIMO雷达阵列设计算法。该算法利用最少的物理阵元能够得到更大的阵列孔径,并且能解析地求出发射阵元和接收阵元的位置,适用于任意大阵元数情形的阵列优化。仿真结果表明,该算法是一种有效的最小冗余MIMO雷达阵列优化算法。     

基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化收发方法

本文提出了一种基于MIMO-OFDM的雷达通信一体化共享信号收发方法,研究分析了MIMO-OFDM系统的信号模型以及在雷达通信一体化系统中通信信息调制在OFDM雷达信号上的处理方法。利用MIMO波束形成技术来实现雷达通信一体化信号的发射和接收处理,设计满足雷达目标探测方向和通信方向要求的发射方向图以实现雷达通信一体化信号的发射,同时接收波束形成分别在雷达目标方向和通信方向零陷从而获得通信信号和雷达回波,这样可以减轻其信号间干扰。数值仿真表明,所提出的雷达通信一体化共享信号收发方法可以提高一体化系统的通信性能,同时获得更精确的雷达目标参数。     

混合窃听环境下多波束符号级安全传输方法

针对毫米波在混合窃听无线通信系统面临的安全问题,基于阵列收发结构,提出了一种有效的无线物理层安全传输方法.在发射端采用多波束符号级方向调制、人工噪声(artificial noise,AN)辅助、天线子集方法,以及合法用户(legitimate user,LU)采用阵列接收确保混合窃听环境下的安全可靠传输.考虑窃听者(...