旋转基线相位干涉仪测向精度提高方法

旋转基线相位干涉仪测向法利用阵元间相位差最大值与最小值进行来波角度估计,存在噪声干扰时会产生较大测向误差。针对这一问题,采用三参数最小二乘法对解模糊后的相位差曲线进行幅度、初相和偏移量的估计,进而对相位差曲线进行拟合处理。该方法提高了旋转基线相位干涉仪测向的精度,仿真结果证明了该方法的有效性。     

相位干涉仪测向系统算法研究

文章针对九通道干涉仪测向系统中测向方法．解相位模糊和通道一致性的校正过程这些主要技术难点．详细给出了一套实用并且实时的处理算法．提出将互相关方法,立体基线法和最小二乘法相结合的整个测向算法流程．并且做了通道校正前后的方向角误差比较,仿真结果证明了本文测向系统算法的可行性和在工程应用中的价值。     

加权最小二乘法和MUSIC法联合测向技术研究

针对传统相位干涉仪测向法精度不高和MUSIC算法空间谱峰搜索耗时长的问题,提出了一种基于加权最小二乘法和MUSIC算法相结合的均匀圆阵测向技术。首先根据阵列短基线组求解相位模糊,并通过引入中间变量将相位差测量方程转化为线性方程组,然后运用加权最小二乘法对其进行求解,并利用信号到达角与中间变量的关系得到信号到达角初始估计,最后MUSIC算法依据信号到达角初始估计进行空间谱峰搜索,得到高精度信号到达角估计。仿真实验对比了所提方法与现有相位干涉仪及MUSIC算法的角度估计精度和耗时,证实了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

五元均匀圆阵干涉仪加权测向算法及解相位模糊的条件

研究五元均匀圆阵一维、二维干涉仪测向算法。提出了一种多基线加权干涉仪测向算法，提高了干涉仪测向精度。提出了多基线对的比较法解相位模糊，讨论了该方法在噪声限制和阵列孔径限制下的解相位模糊条件。     

联合到达时间估计的长基线测向相位解模糊算法研究

基线长度是影响测向精度的重要因素.长基线测向精度高,但基线长度大于半波长时会出现相位模糊.现有的相位解模糊算法大多限制了基线长度.本文在多基线比值法解模糊的基础上结合到达时间估计,提出了一种减小了基线长度限制条件的相位解模糊算法来实现长基线窄带信号测向.仿真结果表明,本算法解模糊概率不受基线长度影响,并且针对不同入射角的信号解模糊能力相同,在适当信噪比条件下能通过设置基线长度达到较高的测向精度.     

噪扰条件下多基线相位干涉仪解模糊算法

针对多基线相位干涉仪在宽带测向时存在的问题,该文提出了一种基于中国余数定理的相位差解模糊算法,研究了噪扰条件下正确解模糊的条件。该方法选择基线长度满足一定的参差关系,从而解决了测向精度与最大不模糊角度之间的矛盾。计算机仿真证明了该方法的有效性。     

基于宽频带多基线阵列解模糊的波达角估计算法

针对宽频带电子信号侦测系统测向精度与解相位模糊能力这一矛盾问题,根据多基线测向原理,提出一种基于宽频带多基线阵列解模糊的波达角估计算法,并进行了仿真分析。结果表明,该方法可有效求解宽频带多基线阵列相位模糊,提高对目标在相位差测量精度不高情况下的测向精度。     

基于旋转均匀圆阵的单近场源参数估计解模糊算法

基于阵列的信源定位在无线通信、雷达、声纳等领域运用广泛.针对均匀圆阵下单个高频近场源参数估计存在相位模糊的情况,本文提出利用旋转使同一阵元形成虚拟短基线的解模糊算法.首先,为了对旋转前后两组观测数据进行配准,在圆阵中心设置参考阵元并利用其初始相位差对其他阵元数据进行相位补偿;随后,在通过复共轭积计算各阵元旋转前后无模糊相位差的基础上,使用最小二乘法反演出近场源的方位、俯仰和距离;进一步地,利用反演得到的无模糊近场源参数消除旋转前最长基线阵元间接收信号的相位差模糊,得到长基线下的高精度参数;最后,利用仿真实验验证了本文算法在高频单近场源下的解模糊性能.     

基线引导式快速相关干涉仪测向性能分析及提升方法

基线引导式快速相关干涉仪算法计算复杂度低,能较好解决宽带信道化二维测向处理时的计算复杂度高的问题。为了对该算法的性能进行评估,推导了该算法在任意形式引导基线情况时的方位角与仰角估计的误差方差表达式,并与测向误差的克拉美-罗界(CRB)进行了对比。以均匀圆阵为模型,改进了取向方式,提高了测向准确度,并给出了一种解模糊基线的选择方法。与相关干涉仪算法、伪线性最小二乘算法进行了仿真对比,仿真结果说明选择合理的引导基线与解模糊基线,快速相关干涉仪算法不仅具有计算复杂度低的优势,还能较好的兼顾测向准确度与解模糊稳健性。      

一种基于余弦函数的相位干涉仪阵列DOA估计算法

该文针对相位干涉仪阵列估计波达角过程中的相位差模糊问题,提出一种基于余弦函数的波达角估计算法,并分析了该算法的估计值唯一性条件,该条件比相位差解模糊算法的唯一性条件更宽松。不同情况下的仿真结果表明,只要阵列的基线距离满足估计值唯一性条件,采用该算法能够有效进行高精度的波达角估计。     

基于混合基线的任意平面阵列干涉仪测向方法

为了适应各种阵列构型,该文提出基于混合基线的任意平面阵列干涉仪测向方法。首先,基于无相位模糊的数学模型分析,推导了混合基线任意平面阵干涉仪测向方法。然后,针对相位模糊问题,提出了基于归一化改进方向函数的聚类方法,并给出了基线对的选取方法。最后,通过数值仿真在随机任意阵、均匀圆阵和半圆阵上验证了所提方法的有效性。该方法对所选基线对中两个基线的长度和斜率没有约束。仿真结果显示,借助灵活的基线对选择以及归一化改进方向函数的引入,混合基线算法的解模糊性能优于等长基线算法和立体基线算法。     

双基地分布式阵列MIMO雷达的DOA和DOD估计方法

结合分布式阵列和双基地多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达的特点, 提出了一种新的双基地分布式阵列MIMO雷达的接收角(Direction of Arrival, DOA)和发射角(Direction of Departure, DOD)估计方法.根据发射阵列和接收阵列的空域旋转不变特性, 利用旋转不变估计技术(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, ESPRIT)获取无模糊DOA粗估计和高精度周期性模糊的DOA、DOD精估计; 再利用无模糊DOA粗估计、目标的双基地距离信息以及双基地MIMO雷达的几何特点, 解除DOA、DOD精估计的周期性模糊, 得到高精度且无模糊的DOA和DOD估计.最后, 根据ESPRIT算法原理和估计误差的概率统计特性进行算法的性能分析, 给出算法基线模糊门限的近似计算方法.该算法有效地放宽了发射阵列孔径扩展程度的限制, 从而提高了阵列在大孔径下的角度估计精度, 且能够实现DOA和DOD估计的自动配对.仿真结果验证了所提算法和性能分析方法的有效性.     

互质MIMO雷达的非圆信号降维DOA估计方法北大核心CSCD

针对传统互质阵列波达方向估计方法存在的自由度低、阵列孔径小、相位模糊等问题,提出了一种基于互质MIMO雷达的非圆信号降维波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计方法。该方法结合了互质阵列与MIMO雷达的优点,利用非圆信号特性对阵列进行扩展,重构接收信号矩阵,然后进行降维处理,并利用噪声特征值的幂级数对噪声子空间进行修正,进一步提高算法精度。最后推导了文中方法的无相位模糊问题。仿真实验表明,文中方法能够有效避免相位模糊,大大提高自由度并扩大阵列孔径,与传统MUSIC算法以及互质阵列MUSIC算法相比,在估计成功率、DOA估计精度等方面均具有更好的性能。     

DOA estimation of noncircular signals for coprime linear array via locally reduced-dimensional Capon

We investigate the issue of direction of arrival (DOA) estimation of noncircular signals for coprime linear array (CLA). The noncircular property enhances the degree of freedom and improves angle estimation performance, but it leads to a more complex angle ambiguity problem. To eliminate ambiguity, we theoretically prove that the actual DOAs of noncircular signals can be uniquely estimated by finding the coincide results from the two decomposed subarrays based on the coprimeness. We propose a locally reduced-dimensional (RD) Capon algorithm for DOA estimation of noncircular signals for CLA. The RD processing is used in the proposed algorithm to avoid two dimensional (2D) spectral peak search, and coprimeness is employed to avoid the global spectral peak search. The proposed algorithm requires one-dimensional locally spectral peak search, and it has very low computational complexity. Furthermore, the proposed algorithm needs no prior knowledge of the number of sources. We also derive the Crámer-Rao bound of DOA estimation of noncircular signals in CLA. Numerical simulation results demonstrate the effectiveness and superiority of the algorithm.     

一种毫米波干涉仪测向算法

提出了一种毫米波干涉仪二维测向解模糊算法.通过对圆形阵列阵元与参考阵元之间的测量相位差进行一次或多次虚拟变换运算,获得虚拟阵元与参考阵元之间的无模糊相位差.无模糊相位差被用来得到粗略无模糊的波达方向估计,此粗略无模糊的波达方向估计被用来解原阵列阵元和参考阵元的周期性相位模糊.进而获得高精度波达方向估计.仿真实验表明,所提算法在毫米波频率范围内能获得高精度的二维测向结果.     

基于旋转干涉仪的近场源参数估计算法

该文基于旋转干涉仪提出了一种新的近场源参数估计算法.该算法利用单个长基线干涉仪的旋转和相位积分实现相位解模糊,有效解决了单基线干涉仪在近场源情况中存在的无模糊视角范围和测角精度之间的矛盾.该算法只需两个接收天线即可得到近场源俯仰角、方位角和距离参数的闭式解,无需构造高阶累积量矩阵和多维搜索,同时也降低了多基线组合对通道一致性的要求.相比于传统的双长基线干涉仪方法,该文算法具有更高的参数估计精度和解模糊能力,具有结构简单、易于工程实现的优点.计算机仿真实验表明了所提算法的有效性和正确性.      

宽频段高精度信号到达角与极化联合估计算法

针对宽频段信号,提出一种高精度的到达角与极化联合估计算法.本算法采用正交偶极子稀疏均匀L型阵列,该阵列间距大于载波波长.首先通过ESPRIT算法估计出模糊的空间相位差,为解决阵列孔径与角度模糊的问题,利用正交偶极子中包含的方向信息进行解模糊.这种方法不需要损失阵元,而且能提高估计的精度.通过仿真,分析了本方法在不同信噪比下的估计性能、孔径的扩展能力以及在2-18GHz频段范围内的参数估计性能.