阵列扩展在干涉仪测向系统中的应用

传统的干涉仪测向系统中,测向精度受到阵列有效孔径的限制。利用四阶累积量的阵列扩展特性,可以达到在解测向模糊的同时保证测向精度的目的。通过对四阶累积量阵列扩展特性及干涉仪测向原理的研究,提出了将阵列扩展特性应用于干涉仪测向系统的测向方法。推导采用不同扩展阵元构成长基线测向时,对应的测向误差公式,得到获得较高的测向精度所需满足的天线阵元间距关系。Matlab仿真结果验证了此方法的正确性。     

基于非圆信号的阵列扩展方法

提出了一种基于非圆信号的稀疏分解DOA估计方法,用于解决非圆信号数多于阵元数时的DOA估计问题。该方法首先利用非圆信号为实值信号的特点,用阵列上的接收数据及其共轭拼接构造一个新的扩展矩阵,选择扩展协方差矩阵的第一列作为稀疏分解向量,利用扩展阵列的导向矢量构造完备字典,建立了DOA估计的稀疏模型。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于扩展孔径ESPRIT算法的高精度无模糊二维DOA估计

针对扩展阵列孔径会产生估计模糊的问题,本文提出一种基于双平行阵扩展孔径ESPRIT算法。算法首先设置双平行阵传感器之间距离远大于半波长以获得阵列扩展孔径;然后将传感器按照平行于x轴与平行于y轴分为2个子阵;对平行于x轴的子阵采用ESPRIT法,计算出低精度但不模糊的y轴方向余弦估计和高精度但模糊的x轴方向余弦估计,同样由平行于y轴的子阵算出低精度但不模糊的x轴方向余弦估计和高精度但模糊的y轴方向余弦估计; 最后将低精度但不模糊的方向余弦估计作为参考值来解由于扩展孔径带来的模糊问题,并得到最终的波达方向估计值。本文提出的算法无需二维搜索,是一种低运算量高精度的算法。此外本文还针对特征值相等时的角度配对失效现象,提出一种基于子空间正交的新配对方法。计算机仿真实验验证了本文算法的性能。     

基于阵列模型的窄带信号盲解卷积方法

在水声技术中,鱼雷对多目标进行被动检测时,需要对多目标源信号进行分离、定位,而雷体传感器阵列接收的信号通常为纯时延卷积混合信号.本文针对这种卷积混合只考虑窄带信号情况,把盲分离与阵列信号处理结合起来,将实数的卷积混合转化为复数的瞬时混合,从而在盲分离阵列模型的基础上,通过复数盲分离的手段完成盲解卷积.解卷积恢复的多目标源信号十分有利于多目标特征识别与定位.文中所构建的正弦信号盲解卷积仿真试验取得了令人满意的结果,表明方法是正确有效的.     

旋转干涉仪解模糊方法研究及实现

针对相位干涉仪估计波达角过程中的相位模糊问题,提出了一种新的基于旋转相位干涉仪解模糊的方法,对该方法的解模糊性能进行了仿真分析并和其它方法进行了比较,最后给出了测向系统的硬件实现方案.该方法解决了单基线干涉仪存在的视角范围和测角精度之间的矛盾,可在保证测向精度的条件下实现宽频带测向,并且只需两个接收通道,体积小.仿真结果及实际测向系统验证了该方法的有效性.     

一种基于四阶累积量的旋转不变参数估计方法

基于四阶累积量的几何解释,本文提出了一种新的旋转不变波达方向(DOA)估计方法,它利用所构造出的虚拟旋转不变矩阵对来构造低维波达方向矩阵,并对其进行特征分解直接得到DOA估计,且与基于二阶统计量的旋转不变方法比较,阵列有效孔径扩展了一倍.计算机仿真验证了本文所提方法的有效性.     

阵列测向多值模糊问题研究

针对阵列测向,概括论述了空间谱估计算法中最为经典的算法-MUSIC算法,从理论上推导出天线距离大于信号源载频波长的一半时产生多值模糊的原因,给出了多值之间的数学关系公式,进行计算机仿真,仿真结果与理论分析达到了较好的吻合,并针对多值模糊问题提出解决方案设想.     

模糊扩展比例导引研究

为了提高导弹制导律的性能,研究了一种新的模糊扩展比例导引方法.在模糊扩展比例导引设计中,以视线角速度和视线角加速度为输入,通过输入的归一化处理和模糊制导指令运算得到基准的模糊控制指令调节因子,按照导弹最大法向加速度和指令调节因子形成制导指令.仿真结果表明,与传统的比例导引比较,提出的模糊扩展比例导引抗目标机动的能力强,控制能量要求低,脱靶量小.     

超宽频带测向解模糊方法研究

针对实际测向系统中对工作频带及天线盘可利用体积等限制条件．对现有的三种典型测向解模糊方法进行了简单地说明，并提出了适于任意阵列的立体基线测向法。通过仿真分析比较了各种测向解模糊方法的性能及特点；并选取虚拟基线法和立体基线法在实际测向系统上进行了测试，测试验证了立体基线测向法在实际系统中的可行性。结合仿真结果可以看出立体基线测向法可灵活排列天线并实现超宽频带无模糊测向。     

相位测向系统中解模糊方法研究

文中以虚拟仿真环境为例,针对双基线相位测向系统采取了根据长短基线相位测量值的函数关系曲线来消除测向过程中相位模糊的方法,并通过对这种方法的MATLAB仿真与误差分析,提出了系统体积允许范围内的最优长短基线方案.     

基于子阵协方差矩阵的线列阵扩展

针对现有线列阵扩展方法低信噪比时信号检测与波达方向估计性能下降、鲁棒性差、要求信源信号具有非圆对称性等问题,提出一种线列阵扩展方法。该方法将线列阵按奇、偶阵元分成两个子阵,通过两子阵的协方差矩阵消除噪声的影响,利用两子阵的协方差矩阵及线列阵旋转不变性重构阵列接收数据,实现一维线列阵扩展。仿真和实测数据处理结果表明,该方法降低了波束输出旁瓣,提高了弱目标的探测性能,不要求信源信号具有非圆对称性,具有较好的工程应用价值。     

双频载波姿态确定系统中的模糊度研究

为了满足卫星动态测姿系统的速度和精度要求,提出了一种单历元整周模糊度解算方法.该方法利用现代卫星系统多频观测条件,组成双频宽巷组合观测值,用约束条件确定宽巷组合初始整周模糊度备选值,采用多种检验方法剔除错误的模糊度组合,最后求解出用于姿态解算的单频载波相位整周模糊度值.经实验仿真证明,该方法简单快速,克服了传统TCAR技术模糊度确定错误率高的缺点,提高了正确率,适合单历元姿态确定.     

基于极化波束形成的相控阵雷达导引头抗干扰技术研究

压制式干扰往往会使相控阵雷达系统失去其基本探测功能。针对此问题,利用正交极化失配的原理,将干扰信号源在接收端进行极化隔离,由此提高极化相控阵雷达的抗干扰性能。提出极化域-空域联合波束形成技术,推导了旁瓣极化与零陷约束联合优化的最优极化波束形成的优化问题,将优化问题转换为SOCP(二阶锥规划)问题进行求解,最终得到具有旁瓣零陷和极化约束的极化波束。仿真结果验证了算法的有效性。     

GPS整周模糊度估计的成功概率研究

以导航信息估计原理为基础，用统计的方法分析了整周模糊度估计的成功概率，说明了对原始观测数据去相关处理的必要性，提出了一种提高取整成功概率的方法，最后给出了仿真结果。     

基于复合阵鱼雷声成像方位分辨率提高方法

研究了鱼雷基于预成空间密集波束进行声成像目标识别和精确制导的基阵设计与波束形成方法.针对鱼雷孔径小、空间尺度和可容纳的信号处理硬件规模有限等特点,提出了鱼雷声成像的非均匀复合基阵设计方法以及基于该复合阵设计的波束形成方法.与传统的鱼雷自导等效均匀线列阵设计相比,在相同阵列物理孔径条件下,该方法改善了波束空间指向性,提高了波束空间方位分辨力,在相同波束配置的要求下,该方法减少了阵元数和接收通道数,减小了阵列孔径及信号处理的硬件规模.仿真结果验证了该方法的有效性和可行性.     

基于卡尔曼滤波的陀螺仪阵列技术研究

多个相同型号的陀螺仪测量轴相互平行,测量同一个角速度信号所组成的阵列叫做陀螺阵列。通过研究陀螺阵列提高惯性测量精度的信息处理算法,建立单个微机电（MEMS）陀螺仪的两种不同漂移模型,利用Allan方差对漂移系数进行辨识,将辨识出的随机漂移系数应用于卡尔曼滤波。通过卡尔曼滤波将陀螺阵列的信息融合为一个较高精度的输出,证明了卡尔曼滤波的稳定性。通过实验对比了不同建模方法的优劣,并且验证了基于卡尔曼滤波的信息融合方法可以有效提高MEMS陀螺仪的精度。     

毫米波共形相控阵雷达导引头技术

研究了未来空空导弹导引头发展的重要方向--毫米波共形相控阵雷达导引头,讨论了毫米波共形相控阵雷达导引头的技术优势以及发展的必要性.     

基于虚拟仪器的换能器组测试系统

实现了一种基于虚拟仪器技术的换能器组测试系统,描述了系统的硬件组成及软件设计。该系统可用于测量换能器组中各阵元间的一致性。系统软件采用LabVIEW进行开发,LabVIEW是一种图形化的编程语言的开发环境。实验数据显示,相比于传统的换能器组测试方法,实现的系统具有更加精确、高效以及稳定等优势。