基于小波分析的改进旁瓣相消宽带信号波束形成算法

研究了改进的旁瓣相消算法,该算法利用小波滤波器组阻塞接收信号的期望信号分量进行自适应的波束形成。经过改进算法处理后,阵列信号的协方差矩阵中不包含期望信号分量,从而克服了当存在系统误差时自适应波束形成中期望信号相消的问题,并解决了在实际应用中旁瓣相消波束形成算法GSC波束形成算法需要构造与期望信号的导向矢量完全正交的阻塞矩阵的难点问题,从而达到提高系统稳健性能的目的,仿真结果验证了该算法的性能优于传统的MVDR方法和基于MVDR的对角加载方法。     

主瓣干扰下宽带圆阵自适应波束形成方法

在宽带自适应波束形成中,若干扰信号从主瓣进入,往往引起主瓣畸变且副瓣电平增高,波束性能严重恶化。随着圆型阵列的广泛应用,该文针对均匀圆阵的宽带波束形成,合理地构造出阻塞矩阵,对主瓣干扰进行干扰相消预处理,再进行自适应波束形成,解决了主瓣畸变问题,提高了自适应波束的性能。结合均匀分布圆阵所作的计算机仿真验证了该方法的有效性。     

宽带相控阵雷达发射波束零点形成方法

在发射为线性调频信号的基础上．提出了一种宽带子阵数字发射波束形成新方法．该方法用数字权和时变相位权代替传统宽带子阵延时线方法波束形成中的移相器和时延线．这就避免使用存在量化误差且昂贵的模拟时延单元．此外．子阵内数字权可通过窄带波束零点形成的方法来构造并加宽凹口．最终实现了宽带发射波束零点形成．最后．计算机仿真证明了宽带数字方法能保持发射波形距离高分辨率并且可在干扰方向形成零点．     

非线性约束的自适应波束形成算法

提出基于非线性约束的自适应波束形成算法. 首先修改接收信号协方差矩阵信号子空间中的特征向量,使修改后的协方差矩阵基本不包含期望信号(SOI)成分而只包含干扰信号和噪声. 进而利用线性约束最小均方算法(LCMV)和修改后的波束空间求解方向图的权向量w. 为了提高算法的稳健性,采用非线性约束方法对w进行优化,w的优化解在形式上不同于可变对角加载类算法,且优化解中的待定参数容易准确求出. 新算法的输出信干比 (SINR)对导引向量随机误差具有稳健性, 并对期望信号的功率变化表现出不敏感的特性, 仿真证明了这一点.     

等距离圆线阵的波束形成

简述了单个信号和多个信号进入等距圆(天)线阵列时波束形成的方法：分别用来自不同方向的4个信号和5个信号进入八个阵元的阵列进行试验，得出了仿真结果。     

基于小波时间延迟估计的宽带信号波束形成算法研究

在阵列信号接收中,由于信号多径效应,阵列天线接收到不同时间延迟的期望信号,这使得高精度的波束形成技术成为信号处理中的一个难点。该文提出了一种考虑时延的波束形成算法。该算法首先通过小波算法对宽带接收信号进行接收信号时间延迟估计,将时延估计值与预存时延估计值进行误差比较,并对接近期望信号方向的空间多波束进行迭代优化,最后实现在空间中形成整体的自适应波束。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

FFT宽带多波束形成器子带间波束指向偏差及波束“溢出”问题研究

对基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的宽带多波束快速运算结构的基本原理进行了详细推导:首先分析指出了该结构存在子带间波束指向偏差以及子带波束"溢出"问题,进而导致其有效带宽受限;然后通过数学推导将问题聚焦于阵元个数与FFT点数的绑定关系上;最后通过采取"补零"手段解除该绑定关系,从而在消除子带波束指向偏差的同时克服了"溢出"现象对有效带宽的限制。该方法及相关结论对FFT宽带多波束形成算法在工程中的进一步应用起到了积极的推动作用。     

一种改进的宽带波束形成方法

宽带信号具有目标回波携带的信息量大及混响背景相关性弱等特点,在声纳系统中应用越来越广泛。为了减小FIR滤波器的幅度和相位误差对宽带波束形成器性能的影响,采用线性约束最小方差自适应算法保证FIR数字滤波器的相位特性严格线性;采用基于幅度误差函数的代价因子自适应迭代算法使FIR数字滤波器通带内近似满足等纹波的幅度特性,达到FIR数字滤波器与设计指标要求最佳匹配的目的。对10阵元等间隔线阵的分析仿真结果表明该方法是有效的,并适用于其它阵型,对于声纳系统具有显著的应用价值。     

基于循环平稳性的盲波束形成改进算法

提出了一种利用广义旁瓣对消思想进行盲波束形成的改进算法，新算法在基于循环频率的盲波束形成算法的基础上，通过在辅助支路利用于扰信号空间的投影矩阵对阵元接收到的信号进行降维处理，并对辅助支路的权值进行自适应求解，有效抑制了干扰信号．仿真结果表明了改进后算法的有效性．     

一种低复杂度的稳健宽带SDL波束形成算法

针对存在期望信号指向误差时宽带波束形成性能下降等问题,提出一种基于最差性能准则和空间响应变化(SRV)的稳健阵元延迟线(SDL)宽带波束形成算法。该算法首先建立SDL宽带阵列模型;然后基于最差性能准则,设置多个约束条件,并通过对阵列波束波动附加离散SRV约束,用一参考频率上的约束条件代替一组不同频率上的约束条件;最后将稳健宽带波束形成问题转化为二阶锥规划问题,利用内点法有效求解。仿真实验表明,存在期望信号指向误差的情况下,该算法具有较好的稳健性,恒定束宽性能良好,且计算复杂度较低。     

时延单元量化误差分析及宽带相控阵数字波束形成

分析了模拟延时线的量化误差会造成信号功率及信号距离分辨率的降低，在基于子阵和发射为线性调频信号的前提下．提出了一种宽带数字接收波束形成方法．该方法先对接收信号拉伸处理和低通滤波．然后在子阵间时域相位加权实现宽带数字波束形成。低通滤波后的数字采样和信号处理均可在低的速率下进行．太大降低了运算量且容易实现。通过计算机仿真得出．数字方法消除了量化误差的影响．波束形成性能比模拟延时线方法有较大的提高．     

共享孔径多功能宽带阵列天线研究

提出了一种基于子阵天线方向图频谱能量匹配的多子阵交错共享孔径宽带阵列天线设计方法.利用直线阵列天线单元激励与方向图之间存在傅里叶变换的关系,推导出子阵天线工作频率与单元激励之间的解析关系,在匹配各子阵天线激励值的基础上,采用密度加权阵的原理确定子阵天线单元的位置,实现不同工作频率下的子阵天线稀疏交错优化布阵.理论分析与实验仿真证明,该方法能够有效地抑制不同工作频率下子阵天线方向图的旁瓣峰值,使工作在不同频率下稀疏交错布阵的子阵天线方向图旁瓣峰值近似一致,抑制了栅瓣的产生,有效地拓宽了阵列天线的工作频带,实现了宽带阵列天线优化设计.     

最大化阵列效率的方向图综合方法

基于自适应阵列理论和模板逼近的方向图综合方法常强调方向图形状的控制,而往往忽略了阵列的效率．针对此问题,提出了方向图形状约束下,最大化阵列效率的方向图综合方法．该算法以空域匹配权模值最小为目标函数,以主副比、3dB宽度、主瓣平顶或干扰陷零等为约束条件,优化出最优权,在保证方向图形状的同时兼顾了阵列效率．计算机仿真验证了该方法的有效性和优越性．     

Static beamforming method of frequency diverse array

Focused on the time-varying property of the transmit beampattern of the frequency diverse array, a static transmit beamforming method is proposed to control the beampattern of the pulsed frequency diverse array, and the characteristics of its radiating pattern are studied. With a tiny progressive incremental frequency shift applied between the adjacent antenna elements, a range-angle dependent radiating pattern is achieved. Compared with the conventional phased array, the frequency diverse array is low in price and small in complexity without the use of phase shifters, which enables it to be suitable for the miniaturization design of an array antenna. Moreover, its range-angle dependent characteristic significantly enhances the flexibility of antenna beam scanning. Simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Y形阵列宽带信号二维来波方向估计

利用Y形阵列结构的特点,提出一种宽带信号二维来波方向的估计方法.该方法在相干信号子空间法的基础上,通过采用流型矩阵展开的方式获得聚焦矩阵,并针对聚焦后的协方差矩阵,利用基于子阵的ESPRIT算法和二维MUSIC算法进行联合估计,从而提高了测向精度且减小了谱峰搜索的范围.理论分析和计算机仿真实验表明,该方法对于非相干信号源和相干信号源都具有较好的估计效果,并具有较低的计算量.     

Robust adaptive beamforming with the two level nested array

For the beamforming problem in the two level nested array under the condition of signal model mismatch, this paper proposes a robust adaptive beamforming algorithm based on efficient interference-plus-noise covariance matrix reconstruction and semi-definite programming(SDP). Firstly, by using the diagonal growth-curve(DGC) model of the received signal and the search-free ESPRIT method, we reconstruct the interference-plus-noise covariance matrix of the virtual array precisely; then, the interference-plus-noise covariance matrix and a little prior information are applied to construct the optimization problem in robust adaptive beamforming, which can effectively decrease the performance degradation of the traditional MVDR filter in nonideal signal circumstances; finally, the optimization problem can be approximately expressed as an SDP problem by using the SDP relaxation method, and we can resort to the convex optimization software to solve it. Simulation results demonstrate that the proposed method achieves a higher output SINR under different input SNRs or sampling snapshots circumstances as compared to traditional methods.     

舰载圆形阵列天线抑制相干干扰的性能研究

自适应天线阵常常工作于存在相干干扰的背景下,运用空间平滑技术的波束形成方法可抑制相干干扰,但降低了阵列孔径利用率且不能直接用于圆形阵列.这里对一种基于预正交处理思想的波束形成方法的性能进行了分析,表明其不仅能有效抑制相干干扰,而且充分利用了阵列孔径,在实际应用时可采用阵列移位方式来实现.计算机仿真实验表明,该方法不仅可以在有很大随机移位误差的情况下有效工作,而且在阵元存在幅相误差时比常规方法更有效,所得结论有利于推动该技术走向工程实际.     

阵列频率特性改进研究

传统的均匀线阵(ULA)和均匀圆阵(UCA)的实时性、宽频带特性以及旁瓣级等难以满足系统需求,通过对传统的ULA和UCA的频率特性与其阵形的关系进行了分析,提出了采用有向阵元改进UCA的综合性能。利用半圆阵的阵形结构提高了采用有向阵元的UCA的综合性能。仿真分析表明,该结构获得了更好的宽频带特性,并在具备实时性的同时有较佳的综合性能,满足了快速宽带波束形成系统的需求。     

远区方向图具有深零位问题的研究

在现代雷达应用中,研究具有深零位方向图的天线是目前国际上对付敌方的干扰或地面上障碍物的干扰所采用的重要手段之一。国内对这方面的研究甚少。因此,这个问题的研究是具有重要意义的。本文根据远区方向图与它们的零点及口径分布或单元激励之间的关系,对线源天线和线阵天线提出一种仅修改一些方向图的零点,便可产生深零位的方法。研究了如何修改零点的问题,修改后的方向图的口径分布或单元激励是如何变化的,以及口径分布或单元激励的误差对深零位方向图的影响。研究结果表明:这种方法直接、简单,并且具有一定的稳定性。要产生具有深零位的方向图只需修改边缘的单元激励,其修改量约为总单元个数的六分之一以上。