自适应和差波束形成与单脉冲测角研究

和差单脉冲测角是雷达中常用的测角技术,但是当存在外界强副瓣干扰时需要采用自适应和、差波束形成抑制干扰,然后进行和差单脉冲测角.文中首先讨论了自适应和差波束的增益和抗干扰性能,指出自适应和差波束通过在方向图干扰方向置零来抑制干扰,和波束在波束指向上取得相干积累增益,而差波束在波束指向上的响应为零.然后对自适应和差波束的波束比进行分析,发现理想情况下自适应和差波束的波束比与静态和差波束的波束比近似相同,仿真实例验证了这一点.     

基于非均匀子阵的双和/三差通道同时抑制主副瓣干扰

针对相控阵单脉冲雷达体制测角的情况,本文提出了一种降维双和/三差通道自适应同时抑制主、副瓣干扰的算法.该算法利用权值逼近的方法,在非均匀子阵上形成静态和、俯仰差、方位差、双差波束以及指向副瓣干扰方向的和波束,差波束、指向副瓣干扰的和波束作为静态和波束的辅助波束,双差波束作为差波束的辅助波束,根据维纳滤波原理通过对辅助波束的优化加权对消掉和波束中的主副瓣干扰信号及差波束中的主瓣干扰信号,设计出一种新的干扰抑制和测角跟踪算法.所提算法结构简单、测角精度高、能同时抑制主副瓣干扰且鉴角斜率无需修正.仿真实验和性能分析证明了所提算法的有效性和正确性.     

基于幅相线性约束的自适应和差波束形成方法研究

阵列雷达自适应和差波束单脉冲测角面临信号对消、训练样本有限、波束保形及零点约束困难等问题.针对上述问题,本文提出基于幅相线性约束的自适应和差波束形成方法.该方法通过增加对主瓣临近角度的幅相线性约束条件,有效的克服和波束信号对消的现象;通过引入相位约束条件,使得差波束的在主瓣方向逼近静态差波束,具有良好的稳健性.同时通过合理的设计幅相约束条件实现了单脉冲和差波束测角二维解耦合.仿真实验验证了本文方法的有效性.     

一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法

针对主瓣干扰背景下,当共形阵采用常规自适应单脉冲方法测角时,其单脉冲比曲线严重失真,导致测角精度严重下降的问题,提出了一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法。该方法首先对阵列进行常规自适应和波束形成,得到阵列和波束输出;然后通过施加单脉冲比约束求取自适应差波束权矢量,从而形成阵列差波束输出;最后利用输出的和、差波束实现测角。仿真结果表明,和常规方法相比,该方法能在抑制主瓣干扰的同时,较好地保证共形阵对目标方位角、俯仰角的测角精度。     

一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法

针对主瓣干扰背景下,当共形阵采用常规自适应单脉冲方法测角时,其单脉冲比曲线严重失真,导致测角精度严重下降的问题,提出了一种基于共形阵的自适应单脉冲测角方法。该方法首先对阵列进行常规自适应和波束形成,得到阵列和波束输出;然后通过施加单脉冲比约束求取自适应差波束权矢量,从而形成阵列差波束输出;最后利用输出的和、差波束实现测角。仿真结果表明,和常规方法相比,该方法能在抑制主瓣干扰的同时,较好地保证共形阵对目标方位角、俯仰角的测角精度。     

调零线性约束下的稳健自适应单脉冲合成

单脉冲测角是一种计算简单、稳健性好的高精度测角方法。当存在旁瓣干扰时,结合自适应波束合成的自适应单脉冲算法能很好地抑制干扰同时保持测角精度,但当干扰进入主瓣时,传统的单脉冲测角会出现单脉冲比失真的问题,从而导致测角误差较大。为了克服主瓣干扰条件下的单脉冲比失真问题,提出一种调零线性约束的差波束自适应合成方法,抑制主、旁瓣干扰同时保持单脉冲比曲线。仿真验证了算法的有效性,并与三点线性约束算法的性能进行比较。     

基于方向图保形的单脉冲测角算法

自适应信号处理在抑制干扰的同时影响了和、差波束的权,导致和差波束在主瓣内不再满足线性关系,给测角带来了误差.本系统研究了自适应方向图保形技术在单脉冲测角算法中的应用,主要研究两类算法:自适应差波束形成算法和旁瓣对消算法.仿真结果表明,这两种算法能有效地补偿自适应权对和、差波束的扰动,提高测角精度,并且对误差具有一定的稳健性.     

基于均匀线阵的自适应单脉冲两目标分辨技术

自适应单脉冲是相控阵跟踪雷达存在副瓣干扰情况下常用的一种测角技术。在均匀线性阵列条件下,分析了自适应和差波束加权的基本方式,并证明了自适应单脉冲比为实数。雷达主瓣内存在两目标的情况下,基于自适应单脉冲比的实数性质,提出了一种基于双采样点的目标角度测量方法,并对单脉冲比的测量误差进行了分析。仿真结果表明,该方法可实现对两个不可分辨目标的角度估计,估计精度随两采样时刻相位差的不同产生变化。     

宽带自适应和差波束形成与测角方法研究

针对宽带自适应空频处理的信噪比要求高、计算量大等问题,本文提出了一种基于均匀线阵的无需预延迟处理宽带空时处理结构的自适应和差波束形成与测角方法。方法利用和波束指向在多频点处的响应来建立多约束条件,以此获得基于线性约束最小方差的自适应和波束权向量,对多频点的空时二维向量修正和波束权向量得到差波束权向量,最后进行和差波束形成,对每个样本和差比幅单脉冲测角。本方法相比于常规的自适应单脉冲测角方法,可有效地处理宽带信号,不需要对每个频带信号进行检测,具有低信噪比条件下可测角、测角精确度高等特点,而且仿真分析验证了当存在主瓣干扰时,该方法仍然有效。      

数字阵列雷达抗多个主副瓣干扰方法的性能比较

当今电子战中,常使用组合干扰战术,同时抗多个主副瓣干扰成为雷达系统面临的巨大挑战。矩形相控阵可以合成四个通道波束,并利用差波束对消和波束内的一个主瓣干扰,保持对目标的探测性能和测角精度。全数字化的相控阵可采用行列自适应波束合成,充分利用数字阵的自由度,同时抑制多个主副瓣干扰,提升了雷达同时抗干扰的能力。为进一步提高雷达的抗干扰和目标探测性能,文中提出一种新的两级架构,首先采用高增益的辅助窄波束消除主瓣干扰;然后,自适应合成和差波束并做单脉冲测角。该方法将干扰对目标探测性能的影响降到了最小。     

主/旁瓣干扰对单脉冲测角的影响分析

存在干扰的情况下,采用自适应阵列信号处理可以有效地抑制干扰.在对单脉冲特性曲线的影响因素进行分析的基础上,研究了基于单脉冲比的最大似然法角度估计算法及干扰情况下的单脉冲测角技术,对线性约束最小方差单脉冲算法进行了仿真分析,仿真过程中采用泰勒加权以降低和波束旁瓣.结果表明,将主瓣内的干扰置零,会导致和差波束的畸变.和差波束的畸变导致在单脉冲特性曲线中出现奇异值,奇异值将导致在一个检测单元内的角度估计模糊.     

一种改进子空间投影自适应单脉冲算法

自适应单脉冲技术由于能有效地抑制干扰,同时比较准确地估计出信号源的方位,因而被广泛的用于跟踪、制导雷达。经典自适应单脉冲算法都采用一阶线性逼近方法,忽略了高次项对角度估计的影响,从而导致角度估计在单脉冲比非线性区域具有大的估计误差。针对这个问题,该文提出令高次项为零的约束条件,并结合干扰信号子空间计算自适应差波束权重,最后将自适应和、差波束权重代入经典的自适应单脉冲算法,在简化角度估计公式的同时,给出信号源方位。同时,该文给出了约束点位置选取的基本规则。通过上述方法,高次项的被忽略变得更加合理,自适应单脉冲的有效测角范围进一步变大,同时角度估计误差进一步降低。计算机仿真结果验证了算法的正确性和有效性。     

子阵级和差波束形成及测角方法研究

大型面阵采用子阵级波束形成降低了计算量和接收通道数,由于只有一套功分网络,无法有效抑制差波束的副瓣。针对单脉冲相控阵系统,在子阵级采用数字加权抑制差波束的副瓣,使用虚拟子阵差波束的加权系数对子阵级输出进行幅度修正,改善了差波束的副瓣性能。基于对称取反的子阵级差波束形成,提出了改进的基于正弦空间坐标系的和差波束测角误差曲线建立及方法,对不同频率及不同波束指向只需建分别立方位和俯仰各一条误差曲线,降低了查表运算量和数据存储需求。仿真结果验证了本文方法的可行性和有效性。     

子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲方法

数字阵列雷达在每一个阵元后有一个接收通道,若采用全自适应处理,则计算复杂度高,难以满足实时性需求。因此,对于实际的系统往往要采用降维自适应阵列处理去解决以上问题。鉴于此,提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。该方法基于子阵降维情况下,利用子阵合成的高增益差波束以及若干子阵合成的指向若干副瓣干扰(SLJ)方向的辅助波束来对消主副瓣干扰。理论分析和仿真结果均表明,该方法不仅在有效抑制主副瓣干扰的同时保证了高精度的单脉冲测角能力,并且进行子阵降维处理解决了相控阵体制雷达阵元数繁多所带来的问题,便于工程实现。     

基于自适应旁瓣对消的测角研究

自适应波束形成(ADBF)和自适应旁瓣对消算法都能够很好地抑制旁瓣干扰,但是由于干扰协方差矩阵的影响,ADBF在抑制干扰同时给和、差单脉冲测角带来误差.文中针对自适应旁瓣对消算法,系统研究了其在和、差单脉冲测角中的应用,着重分析了辅助天线中的目标信号对测角性能的影响.理论分析和仿真结果表明,辅助天线中的目标信号对测角的影响主要存在于辅助天线的增益大于差波束增益的角域,而在其他角域,影响很小.     

主瓣干扰下多点约束自适应单脉冲测角方法

当存在主瓣干扰的情况下,采用常规的自适应波束形成技术会使单脉冲曲线严重失真,从而导致无法对感兴趣的目标正常测角及跟踪。为了在抑制主瓣干扰的同时能基本保持自适应单脉冲比曲线不失真,提出了一种基于多点约束的自适应单脉冲测角方法,该方法采用约束自适应波束形成技术,即在自适应抑制干扰的同时选取多个约束点对用于测角的单脉冲比进行约束,从而大大提高了存在主瓣干扰下单脉冲测角的性能。计算机仿真实验证明了该方法的有效性。     

子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。     

线性约束自适应单脉冲测角算法约束条件研究

介绍平面阵线性约束自适应单脉冲测角算法原理。分析了选取约束条件的方法。最后给出一种提高线性约束自适应单脉冲测角算法性能的途径。     

基于线性约束的空时自适应单脉冲技术

机载雷达平台的空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)通常用于对地面运动目标的检测,但无法实现对相应目标的空时参数估计。该文基于线性约束自适应单脉冲技术,提出一种运动目标空时参数估计新方法。该方法通过对差波束进行零点约束、鉴角率约束及去耦约束,有效地克服了主瓣内杂波对差波束形状的影响,保持了单脉冲特性,提高了目标空时参数的估计性能。仿真结果表明,与同类方法相比,该方法具有优异的空时参数估计性能。     

预处理自适应数字单脉冲技术的测角性能和抗干扰特性

单脉冲技术在无线遥测中有很好的前途。数字单脉冲技术能够快速定位跟踪目标。当天线方向图旁瓣存在干扰时,自适应数字单脉冲算法能够很好的抵抗干扰信号,而当干扰位于波束主瓣内时,传统单脉冲算法会引起高旁瓣、和差波束畸变、单脉冲比失真及测角错误。本文提出一种预处理自适应数字单脉冲（preprocessing adaptive digital monopulse PADM）测角技术,在抑制主、旁干扰的同时保持单脉冲比曲线,避免了主波束畸变和波束指向偏移对测角的影响。通过仿真验证了这种预处理数字单脉冲技术的测角性能和抗干扰特性,证明了这种新算法的有效性。