基于辅助阵元的近场源幅相误差校正算法

针对近场源的定位及阵列幅相误差校正问题,该文提出一种基于均匀对称阵列利用辅助阵元矢量重构解耦合的幅相误差校正方法。通过重构虚拟阵列实现距离参数的分离,再通过对虚拟阵列导向矢量的变换实现方位和幅相误差之间的解耦合;最后通过对实阵列导向矢量的变换,实现距离与幅相误差的解耦合,从而实现对近场源的方位角、距离以及阵列的幅相误差系数的级联估计。仿真结果表明所提算法相比现有算法运算量小,方位及距离参数估计精确,幅相误差校正精度高。     

基于子空间的阵列天线幅相误差校正算法

基于子空间原理提出了一种用来校正阵列天线增益和相位误差的算法。该算法需要一个校正源。由于校正源的方位角有时可能难以直接测量,因此通过旋转阵列天线来代替移动校正源的方位从而获得校正源位于不同方位角时的输入协方差矩阵,并通过交替迭代运算求出阵列天线增益和相位的误差值。仿真证明了该方法的有效性。     

机翼共形阵列的阵元位置估计方法

研究机翼共形阵列存在共形表面变形下的阵元位置估计问题。在获取观察区域距离-多普勒图像基础上,首先采用子空间跟踪方法估计给定距离-多普勒单元数据的主特征矢量;然后利用最小二乘方法拟合不同多普勒通道主特征矢量的绝对相位特性来获得相位中心的初估计;最后结合机翼共形表面的变形模型,在采用整体最小二乘方法拟合形变参数基础上得到相位中心的最终估计结果。仿真结果表明该算法不需要辅助校正源,能获得优于十分之一波长的相位中心位置估计精度,满足高分辨率空间谱估计要求。     

阵元位置互质的线性阵列：阵列校正和波束形成

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法：CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了,当CLA中包含有L_c≥3个完全校准的天线单元,使用SILAC技术可以高精度无模糊地实现干扰源角度和阵列天线幅相误差估计,并在此基础上完成干扰噪声协方差矩阵(INCM)重建和波束形成最优权向量构造。通过仿真实验验证了,提出的CLA-SILAC-INCM算法具有比其他常用算法更好的性能,尤其是信噪比接近干噪比时,CLA-SILAC-INCM算法的优势更为明显。     

共形阵列天线振动条件下稳健的DOA估计及位置误差校正

共形阵列天线比传统的线阵和面阵具有更优良的空气动力学性能、更宽的波束扫描范围、更小的雷达散射截面积和更大的阵列天线孔径等优势。然而共形天线载体受到飞行惯性和空气动力负载的相互作用很容易发生共形表面的变形和单元位置的扰动。更为重要的是平台的机械振动通常还会导致单元位置扰动的时变性,严重影响了共形天线的分辨测向性能。因而针对此类载体共形天线设计稳健的DOA估计算法和位置误差校正算法十分必要和有意义。本文提出了一种共形天线振动条件下的稳健DOA估计和位置误差校正算法。在给出共形线阵振动的数学模型基础上,得到修正的时变阵列导向矢量。采用时变的阵列导向矢量在一个振动周期内计算MUSIC谱,搜索空时二维的MUSIC谱的谱峰,得到本次采样快拍数据时阵列振动位于振动周期中的时刻和信源方位的联合估计。根据阵列振动的数学模型就可以进一步预测下一次采样快拍数据时刻阵列各阵元的位置误差,从而实现振动条件下的阵元位置误差校正和稳健的DOA估计。计算机仿真结果表明了提出算法的有效性。      

阵列天线阵元位置误差的一种有源校正方法

针对等间距直线阵，在子空间基本原理的基础上结合遗传算法，提出了天线阵元位置误差的一种有源校正方法。其优点在于只需要一个校正信号源，而信号源的方向也不必准确已知，所以更加易于工程应用。由于充分利用了遗传算法的全局寻优特性，该方法收敛速度更快，而且适用于任意阵列形式。计算机模拟结果表明，采用该方法完成误差校正后，用MUSIC算法能实现对信号DOA较为准确的估计。     

基于任意麦克风阵列的近场声源三维定位算法研究

基于麦克风阵列的声源定位技术在通信、语音处理等领域得到广泛的应用。本文从声音传播的基本原理出发,推导出了精确的相对幅度衰减因子,获得了更加准确的信号传播模型。利用该模型并结合子空间算法的思想,提出了适用于任意拓扑结构的麦克风阵列的近场宽带三维声源定位算法。仿真结果表明,该算法在一维均匀直线阵、二维均匀圆阵和三维均匀球面阵中,均能够得到较好的定位效果。     

多径条件下基于加权空间平滑的阵元幅相误差校正

对阵列误差的低顽建性,一直以来都是高分辨空间谱估计技术走向实用化的一个瓶颈。因此,阵列误差的校正技术在实际工程应用中具有重要的意义。但是,现有的阵列校正算法几乎都没有考虑实际校正过程中辅助校正源的多径传播。基于相干源方位估计的加权空间平滑算法,本文构造了一个多径条件下用于阵元幅相误差校正的代价函数,并通过遗传算法实现了阵元幅相误差的校正。计算机仿真结果验证了新的代价函数具有优良的参数估计性能。     

一种阵列天线幅相误差校正方法设计

阵列信号处理是当前信号处理的热门方向,为信号处理带来极大的方便,阵列信号处理中的各通道不一致问题将会给阵列信号处理带来影响,很多文献中介绍过关于自适应幅相误差校正的理论及方法 ,但实现起来都比较耗费资源和时间,且效果有待实践验证。提出一种工程上可实现且计算量较小的通道校正方法-查表法。通过仿真,结果表明此方法可以对特定来向的有用信号进行较为准确的校正。     

一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法

针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。     

改进的近场源距离、方位联合估计算法

提出了一种无需参数配对的近场源距离、方位联合估计算法。该算法通过对构造的阵列输出信号四阶累积量矩阵,进行一定的变换构造处理得到一个新的矩阵,利用其相应的特征值及特征向量估计出二维参数。与ESPRIT-Like方法相比,文中算法参数估计结果能自动配对,而无需再进行配对过程。计算机仿真结果证实了提出方法的有效性。     

一种新的近场源距离及到达角联合估计算法

该文提出一种基于三阶循环矩的近场源距离以及到达角联合估计算法。该算法充分利用了信号的循环平稳特性以及其空、时域信息,通过构造时空矩阵并进行特征分解获得二维参数的闭式估计。该方法计算简单,无需谱峰搜索,而且二维参数自动配对。与现有的方法相比,该文算法并不要求阵列具有中心对称结构,因此避免了阵列孔径的损失;此外该算法对任意分布的加性平稳噪声以及具有不同循环频率的干扰信号有较好的抑制能力。计算机仿真实验验证了该方法的有效性。     

一种小运算量的宽带线性调频信号DOA估计算法

本文提出一种利用对称阵实现宽带线性调频(LFM)信号DOA估计的新算法。本算法通过计算对称阵元偶之间的互Wigner-Ville分布,建立时频域的阵列信号模型,并利用特征子空间方法对时频域的数据相关阵进行处理,从而获得信号DOA估计。本算法具有无需初始估计、没有扇区限制,以及计算量小等优点。计算机仿真证实了方法的有效性。     

基于稀疏信号重构的近场源定位

针对近场源定位问题,提出了一种基于稀疏信号重构的定位方法.该方法通过约束稀疏信号的L1-范数求解优化问题,实现信源的定位.该方法采用一种新的方法约束噪声项系数以求解优化问题,无需噪声的先验知识.为了减小计算量,将近场源二维定位问题转化为两次一维参数估计.通过计算机仿真验证了该方法的性能.     

一种基于高阶累积量的近场源距离、频率和方位联合估计算法

本文提出了一种基于高阶累积量的近场源距离、方位及频率三维参数联合估计方法,该方法利用构造的累积量矩阵的特征分解获得信号子空间,三维参数估计分别由构造的矩阵的特征值直接估计得到,算法计算简单而无需任何搜索且适于任意高斯噪声环境,与现有的方法相比,本文算法由于无需利用阵列的中心对称结构,因而有效的避免了阵列的孔径损失.最后,计算机仿真实验验证了算法的性能.     

基于盲波束形成的分布式目标波达方向估计方法

在分布式目标波达方向估计问题中,空间信号分布函数一般具有共轭对称性.本文提出了一种新的盲波束形成方法,不用进行多维参数搜索,不要求已知空间信号分布的具体函数形式,并适用于分布函数形式不同的分布式目标同时存在的情况.仿真实验结果表明,这种方法的波达方向估计性能对信号源的分布特性不敏感.     

无需参数配对的近场源距离、方位、频率联合估计算法

 本文提出了一种无需参数配对的近场源距离、方位、频率联合估计算法。通过对构造的阵列输出信号四阶累量矩阵进行一定的变换构造处理得到一个新的矩阵,利用其相应的特征值及特征向量估计出三维参数,无需谱峰搜索,算法适于任意高斯噪声环境。与现有算法相比,本文算法参数估计结果能自动配对,而无需再进行配对过程。最后,计算机仿真结果证实了提出方法的有效性。     

均匀直线阵幅相误差校正的扰动分析及最优化算法

该文研究均匀直线阵幅度和相位误差校正问题。首先分析了估计协方差矩阵各对角线元素扰动量的统计特性,同时给出了不同对角线上幅度和相位扰动量的统计方差的显式表达式。分析结果表明,相同对角线上,不同元素的幅度和相位具有相同分布,而不同对角线上,幅度和相位扰动量的方差不同。基于此结果,分析了一类基于Toeplitz结构幅度和相位误差的校正方法,说明基于主对角线的幅度误差校正方法和基于第一上对角线的相位误差校正方法分别是幅度和相位误差的最优校正方法。计算机结果验证了本文分析的正确性。     

共形阵列幅相误差校正快速算法

基于子空间的联合迭代算法可以实现对空间信源方位和阵列幅相误差参数的联合估计。当对共形阵列进行幅相误差校正时,由于其空域导向矢量不具有Vander monde结构,导致快速高分辨空间谱估计方法无法直接应用,而利用2维谱峰搜索实现空间方位估计的运算量较大,限制了算法在共形阵列上的应用。针对此问题,该文提出一种借助虚拟阵列实现共形阵列幅相误差校正的新方法。该方法利用虚拟阵列的特殊结构快速实现对信源的DOA估计,省去了谱峰搜索过程,因而运算复杂度低,便于工程实现。理论分析和仿真结果验证了所提算法的有效性,可为共形阵列的工程应用提供参考。