基于数字调幅广播外辐射源雷达的弱目标检测

外辐射源雷达面临严重的多径杂波问题,因此要实现对弱目标的检测就必须尽可能地抑制直达波、多径杂波和提高目标的信噪比和信杂比。针对这一问题,在建立新体制雷达空域、时域、频域信号模型的基础上,提出一种空域与时域联合自适应处理技术。通过空域自适应波束形成对强多径方位形成零陷,针对弱多径采用基于横向滤波器的算法从时域上消除。以数字调幅广播外辐射源雷达为例,结合仿真和实测数据对空域与时域联合自适应处理技术进行分析,能够更加有效地检测出弱目标。研究结果表明：该技术能克服空域自适应波束形成方法自由度不足或杂波噪声比低导致的杂波零陷深度不够等缺点,并且能提高目标的信噪比和信杂比。     

GPS自适应天线阵多波束形成算法分析

GPS天线阵列接收抗干扰技术多采用PI自适应调零算法,但其自由度有限,而基于卫星DOA估计的波束形成技术又敏感于到达角的估计性能。本文提出基于DEML的卫星到达角估计结合多波束形成抗干扰技术,其DOA估计性能稳健性高、计算量小。分析了PI自适应零陷技术和MVDR多波束形成技术的接收机结构、算法。仿真结果表明了多波束形成方法的有效性和稳健性。     

基于直接序列/码分多址天线阵的干扰抑制与波达方向估计方法

智能天线和码分多址(CDMA)技术作为第三代移动通信系统中的两个关键技术，具有显著提高系统性能的潜力。本文讨论的就是这两种技术的结合，用智能天线技术来解决CDMA系统中存在的诸如多址干扰、远近效应问题。本文以直接序列／码分多址(DS／CDMA)系统基站中的智能天线为背景，采用在码域和空域内两次进行干扰抑制，即先在码域内最大限度地抑制部分多址干扰，再在空域内抑制剩余多址干扰的方法，来达到提高系统性能、并同时实现波达方向(DOA)估计的目的。理论分析与仿真实验表明，该方法具有一定抗远近效应的能力，且在低信噪比下对系统性能及角度估计精度均有较大程度的提高。     

基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法

传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法往往采用对同频干扰进行对消或抑制的策略,其优点是适用范围广,能应用在多种机会外辐射源雷达中,但是鲜有结合LTE信号本身特征进行同频干扰抑制的研究。针对于上述情况,提出一种基于信源分离和LTE信号特征相结合的同频干扰抑制方法。采用m-Capon算法对未知信源数量的入射信号进行波达角估计,获得接收信号的混合矩阵,通过最小二乘法分离信号。将分离的源信号进行并行互模糊处理,利用LTE主基站信号、同频信号以及目标信号在距离-多普勒域上的特征差异进行判决,识别目标信号。仿真结果表明：所提算法相对于传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法具有更优的抑制效果,并且避免了传统的杂波对消过程;同时因采用并行处理,减少了多次计算互模糊相关导致的额外时间开销。     

多线性约束结合自适应单脉冲测角方法

传统单脉冲算法是针对空域高斯白噪声背景下单目标的一种有效测角算法。文章针对色噪声背景加强旁瓣干扰条件下,自适应空域滤波抑制干扰的同时,主波束内鉴角曲线畸变引入新的角度估计误差的问题,研究了多约束线性结合自适应单脉冲测角方法,该方法适用于阵元级和子阵级自适应空域滤波,仿真结果表明,该方法能有效地改善自适应空域滤波时主波束内鉴角曲线畸变。     

基于二阶锥规划的相干信号宽零陷自适应波束形成

针对传统自适应波束形成器在相干干扰位置出现快速变化时,输出性能下降,甚至干扰抑制失效的问题,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)的相干信号宽零陷自适应波束形成算法。该算法首先对接收数据协方差矩阵进行Toeplitz重构,然后重构了干扰加噪声协方差矩阵并对其进行零陷展宽处理;接着在保证期望方向波束无失真前提下,约束主瓣宽度和旁瓣电平,使得波束形成器干扰和噪声的输出功率最小;最后将该问题转化为凸优化中的二阶锥规划问题,并使用凸优化工具箱进行快速求解。仿真实验表明,该算法可以在兼顾全部阵列性能指标的前提下,在相干干扰区域形成宽零陷。     

相干信号零陷加深自适应波束形成算法

针对常规自适应波束形成算法在强相干干扰情况下零陷深度不够,甚至干扰抑制失效的问题,提出了相干信号零陷加深自适应波束形成算法。该算法首先通过构造Toeplitz矩阵来解相干,接着重构和优化了干扰加噪声协方差矩阵,最后在相干干扰处自适应形成深零陷。仿真结果表明,该算法能在相干干扰处形成深零陷,且零陷深度可控,具有较好的鲁棒性。     

基于波束聚焦的外辐射源雷达干扰抑制技术研究

在利用非合作照射源的外辐射源雷达系统中,直达波及其形成的多径杂波干扰对雷达系统性能有非常严重的影响。通常采用的时域自适应滤波方法是:根据一定最优准则利用参考信号构建多径信道模型,对回波信号中的干扰进行对消。然而,当天线扫描监视区域时,在积累时间内干扰信道发生变化,导致自适应对消器输出不再收敛,降低了干扰抑制能力。本文提出通过对各阵元信号加权补偿,使波束形成等效于聚焦的效果,在积累时间内维持信道特性,改善自适应对消器在雷达扫描状态下的性能。仿真和外场采集数据试验表明,该方法提升了外辐射源雷达时域自适应对消器在天线转动状态下的干扰抑制能力。     

子空间跟踪算法在GPS实时抗干扰中的应用研究

针对电子战中移动的和时变的干扰,提出了一种新的自适应调零算法.该算法利用信号之间的正交性,能够有效地抑制强干扰和弱干扰,同时由于综合运用了正交的压缩近似投影子空间跟踪算法,能够对子空间逐次迭代更新,实时估计子空间的变化,还避免了自相关矩阵估计和特征值分解,大大简化了计算,提高了算法的实时性.仿真结果证明了算法对干扰能形成很深的零陷,并有很高的跟踪精度,说明算法具有良好的实时抗干扰性能.     

非因果滤波器归一化最小均方误差对消算法

在利用外部辐射源的无源雷达中,强直达波和多径干扰会掩盖微弱的目标回波信号,严重影响目标的检测,因此提出基于数字非因果滤波器的归一化最小均方误差对消算法。该算法利用直达波相对于参考信号具有非因果系统响应的特点,在传统自适应对消技术的基础上,通过增加部分非因果的滤波网络实现了最小均方误差准则下的自适应杂波抑制。基于数字广播的仿真结果表明,本文提出的方法不仅能够有效消除直达波和多径干扰对检测目标回波的影响,同时还能够获得目标的方位信息。     

基于空域压缩采样的水声目标DOA估计方法

在空域存在稀疏观测约束条件下,传统的水声目标方位DOA估计方法在水下无人航行器等小型平台的应用中往往精度低或者失效。针对这一问题,提出了一种基于空域压缩采样的水声目标DOA估计方法。该方法通过建立水下目标的空域稀疏模型,对水下目标在空域进行压缩采样,并利用联合稀疏重构实现水下目标的DOA估计。仿真实验表明：与传统方法相比,该方法在较少阵元、较小阵列间隔和较少快拍下估计精度相对提高;而在较低信噪比下估计成功率能够提高50%以上,均方误差也能降低到02°以下。     

一种基于独立成分分析的水下宽带信号波达方位估计方法

在水下目标特征信息缺乏、声纳阵列孔径有限的条件下,对水下宽带信号开展高分辨率、高精度的波达方位估计研究,具有明显的研究意义和应用价值。利用水下信源统计独立的特点,采用基于独立成分分析的状态一致性变换算法进行方位估计;考虑到水下加性噪声的高斯分布特性,利用小波降噪的预处理技术,消减混合信号中的高斯噪声成分;针对状态一致性变换在低频段的性能退化,提出一种空间重采样修正方法。使用上述基于空间重采样修正的状态一致性变换算法对仿真及海试数据进行处理,目标方位估计结果表明：该方法具有角度分辨率高、需要阵元数少、对先验知识依赖小、低频段性能稳定的优点,相比常规波束形成、子空间法、传统状态一致性变换3类方法更具性能优越性与实用性。     

联合对角化技术在空间谱估计中的应用

在实际工程应用中,传统空间谱估计方法受噪声、干扰及采样效应等因素影响,其性能明显退化.为了克服这些因素对方位估计结果的影响,提高算法性能,本文将空时相关矩阵组代替传统的采样协方差矩阵,利用联合对角化这一新的数学工具,研究了一种基于Jacobi旋转正交联合对角化的空间谱估计方法.通过对空时相关矩阵组进行联合对角化,得到了联合对角化矩阵和对角化后的矩阵组,最终利用联合特征值和特征向量得到修正的阵列协方差矩阵,并对空间谱估计处理器进行修正.仿真结果表明,在不同的信噪比、快拍数等条件下,基于联合对角化的空间谱估计算法较传统方法具有更高的分辨力和更低的均方根误差,能有效降低方位估计的信噪比门限,进而改善传统空间谱估计方法的方位估计性能.     

基于互协方差的L型嵌套阵列二维波达方向估计

为了解决L型均匀阵列波达方向（DOA）估计分辨率较低、估计信源数受限于阵元数、估计精度易受信噪比影响等问题,提出一种基于互协方差的L型嵌套阵列二维DOA估计算法。利用不同子阵间互协方差矩阵产生较长无冗余阵元的虚拟阵列,消除噪声干扰;利用虚拟阵列及其共轭矩阵构建等效协方差矩阵,实现虚拟阵列信号的解相干;采用旋转不变子空间技术对等效协方差矩阵进行处理,得到目标的角度信息;基于虚拟阵列等效信源的唯一性进行空间信源的角度匹配。对所提算法的DOA估计有效性进行仿真验证,结果表明,在阵元数相同情况下,该算法与L型均匀阵列相比在低信噪比环境下拥有更高的估计精度,能够辨识更多的空间信源。     

基于数据矩阵聚焦的宽带DOA算法

传统的基于相干信号空间聚焦的宽带DOA算法具有良好的空间分辨能力、较低的信噪比门限,但必须通过角度预估计来构造相应的聚焦矩阵。文中提出了一种不需要角度预估的相干宽带DOA算法,直接利用阵列接收数据构造聚焦变换矩阵,避免了预估计角度对聚焦变换的影响,同时降低了算法的运算量。计算机仿真表明该算法是有效的。     

一种基于空间时频分布的波达方向估计方法

基于信号空间时频分布的到达角（DOA）估计算法利用Cohen类分布构造时频分布矩阵代替传统的阵列协方差矩阵，既适用于平稳信号的场合又适用于时变、非平稳信号的情形。如何在时频分布矩阵中选择合适的时频点是此类算法的关键。分析了信号项选择和联合对角化的原理，并通过无约束最优化方法在时频平面上寻找单信号项的时频点，通过时频MUSIC方法对线性调频信号进行DOA估计，仿真结果证实了该方法的有效性。     

基于MUSIC算法的单矢量水听器方位估计

由于单个声压水听器无指向性,不能用来估计目标的方位,因此提出了一种基于单个矢量水听器的高分辨MUSIC算法。该矢量水听器由3个空间轴向垂直的振速水听器和1个声压水听器构成,充分利用矢量水听器的阵列流形特性,按照阵列信号处理的原理对其输出的标量场和矢量场信息进行联合处理,构造了单矢量水听器MUSIC算法。仿真结果显示,将MUSIC算法应用于单矢量水听器可以得到比Capon算法更尖锐的指向性波束,更低的旁瓣,大大提高了对目标的分辨能力,在高信噪比条件下能实现对目标高分辨的方位估计。     

基于时空域融合的红外弱小目标检测算法

文中提出了一种基于时空域融合的红外弱小目标检测算法。算法首先采用Top-hat进行空域滤波,再采用三帧差分滤波器进行时域滤波。针对滤波后图像序列将只包括目标和少量噪声的特点,文中采用了一种或运算,或运算能进行能量累积,并检测出目标的运动轨迹。然后进行形态学闭运算,以连接可能断裂的目标轨迹。最后运用自适应阈值分割,检测出目标轨迹。仿真结果显示本算法能很好的检测出复杂背景下低速和高速运动低信噪比的弱小目标。     

水下宽带目标方位估计的克拉美-罗界

目标方位估计的克拉美一罗界(CRB)是方位估计方法有效性能评价的标准,它作为任何无偏方位估计方差的下界,给出了目标方位估计方法性能的极限。目前,已有较多的文献研究了窄带目标方位估计的CRB,但还没有研究宽带目标方位估计的CRB．本文提出了水下宽带目标方位估计的CRB．在一定假设条件下,根据水下阵列样本数据的联合概率密度函数和Fisher信息矩阵,推导得到了宽带CRB的解析表示式,计算了不同信噪比、不同目标方位角情况下的宽带CRB．宽带目标方位估计的CRB为水下宽带高分辨方位估计理论研究和统计性能评价提供了依据。