船舶海上超视距无线自定位技术研究

针对卫星拒止环境下,海上船舶及其编队对导航定位性能的最低保障需求,开展了一系列研究。首先分析了线阵综合测角的基本理论,用遗传算法对线阵进行了综合仿真,用谱估计对线阵测角进行了研究;其次对圆阵综合测角进行了理论分析,对圆阵、圆柱阵进行了综合计算和谱估计测角仿真,分析了不同阵元数、信噪比等情况下的测向夹角情况,并对多信号同时测角情况进行了仿真;最后阐述了夹角定位的基本思想,提出了船舶传感器构阵测角的可能形式,并对定位数据进行了分析及滤波优化。研究结果表明,相关技术对船舶海上导航定位有积极的参考意义。     

基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。     

单脉冲与堆积波束测角精度研究

本文对一维线阵相控阵雷达测角同时波束转换技术中的单脉冲测角、堆积波束测角方法、基本精度进行了研究,建立了一个线阵模型,通过在线阵单元加入相同信噪比的高斯噪声,对两种方法的测角结果进行了分析对比,仿真数据可作为相关人员进行雷达系统俯仰测角方案设计的依据。     

基于自适应旁瓣对消的测角研究

自适应波束形成(ADBF)和自适应旁瓣对消算法都能够很好地抑制旁瓣干扰,但是由于干扰协方差矩阵的影响,ADBF在抑制干扰同时给和、差单脉冲测角带来误差.文中针对自适应旁瓣对消算法,系统研究了其在和、差单脉冲测角中的应用,着重分析了辅助天线中的目标信号对测角性能的影响.理论分析和仿真结果表明,辅助天线中的目标信号对测角的影响主要存在于辅助天线的增益大于差波束增益的角域,而在其他角域,影响很小.     

非均匀阵列的相关测角方法研究

阵列测向技术是阵列信号处理的重要组成部分.文中结合阵列处理中非均匀阵列相关测角方法,推导了具有子阵方向图的非均匀阵列相关测角响应函数表达式;并在此基础上分析了全机/定向子阵非均匀阵列方向图和相关测角响应函数的关系,具有一定的理论参考价值;最后给出在某种布站布局下的仿真结果,与理论分析吻合.     

一种新的均匀圆阵宽带波束域高分辨测向算法

波束域算法是通过对阵列信号进行波束形成预处理,再进行高分辨测向.本文提出了一种新的均匀圆阵宽带波束域高分辨测向算法,推导出波束域聚焦矩阵的表达式.新方法大大提高了圆阵宽带波束域测向算法的分辨率,估计精度等性能.最后通过计算机仿真,与基于模式空间变换的宽带圆阵波束域算法和宽带圆阵相干信号子空间算法进行了比较,验证了新算法的优良性能.     

一种子阵级DAR同时多波束拟合测角方法

针对数字同时多波束技术在子阵级数字阵列雷达中的应用问题,提出了一种适用于子阵级数字阵列雷达的同时多波束测角方法。首先介绍了如何通过数字加权的方式形成同时接收多波束,然后基于比幅法建立了同时多波束拟合测角模型,给出了同时多波束拟合测角方法的实现流程和具体步骤,最后进行仿真验证及分析。仿真结果表明:该方法具有与数字和差单脉冲相当的测角精度,且在保持一定测角精度的情况下,同时多波束拟合测角方法可以获得更宽的测角范围,具有良好的工程化应用价值。     

超分辨测角在海用相控阵雷达低角测量中的应用

低空目标的直达回波与多径反射回波相互耦合,使雷达测角误差显著增大,严重影响海用雷达对低空目标的探测性能。数字相控阵雷达可同时生成多个接收波束,利用超分辨测角技术提高测角精度。文中给出了超分辨测角技术在海用数字相控阵雷达中的一种工程应用方法,并将多信号分类、最大似然法两类超分辨测角技术与传统的高低波束测角技术进行了分析比较。仿真结果表明:超分辨类算法对海面低角目标的测角性能相比传统方法有很大提升,并且受阵面幅相误差影响不大,在海用数字相控阵雷达中有较好的工程应用前景。因此,本研究对工程实际中海用数字相控阵的低空目标探测技术有较大的参考价值。     

基于均匀圆阵的信号二维方向角互相关估计

针对复值乘性和加性噪声同时存在的情况,提出一种基于均匀圆阵的信号二维方向角互相关估计方法.本文推导出互相关估计公式,分析了估计的统计性能,给出了最优参数选择原则.在不改变均匀圆阵阵列流形的情况下,此方法抑制了信号中的乘性和加性噪声,且计算量小.计算机仿真证明了此方法的有效性.     

均匀圆阵多宽带LFM信号的二维DOA估计

针对均匀圆阵（UCA）,根据不同线性调频（LFM）信号在对应阶次上的分数阶傅里叶变换（FRFT）域具有能量聚集性的特点,将不同时频特性LFM信号在FRFT域分离成一系列平稳单频信号,构造出FRFT域上新的空时频分布模型数据,结合MUSIC算法,提出了一种新的均匀圆阵多宽带LFM信号的二维DOA估计。通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于MUSIC算法的相位干涉仪测向

提出了将相位干涉仪与MUSIC相结合的算法,先利用相位干涉仪算法对目标进行定位,然后在一定的范围内利用MUSIC算法进行谱峰搜索,这样既提高了L阵相位干涉仪的测角精度同时又缩小了搜索时间,有效地提高了MUSIC算法的效率。同时通过对L阵相位干涉仪、相关干涉仪、MUSIC谱估计和文中提出的联合算法的测向精度和MATLAB虚拟环境中的耗时仿真,结论表明此方法可以有效地解决精度高和实时性好这一矛盾。     

基于连续稀疏恢复循环平稳信号的DOA估计

针对现有稀疏恢复算法在到达角(DOA)估计中存在的网格失配问题（即off-grid问题）,提出基于连续稀疏恢复循环平稳信号的DOA估计。首先,对传统的谱相关信号子空间拟合算法进行分析研究;然后,在循环域利用连续稀疏恢复的思想来构造循环平稳信号的稀疏恢复模型。与传统Cyclic MUSIC算法和现有基于离散稀疏恢复算法相比,文中算法能够克服off-grid问题,具有较高的稀疏恢复精度和较好的稀疏恢复性能;同时,也适用于信号个数多于阵元个数的场合。理论分析和仿真实验证明了算法的有效性。     

雷达主瓣干扰环境下的测角方法研究

对常规和差测角方法,当脉冲多普勒雷达面临主瓣干扰时,在采用自适应空域干扰抑制算法完成干扰抑制后,测角曲线会发生畸变,从而造成雷达测角性能下降.提出了采用子阵多重信号分类算法进行目标与干扰同时精确测角以及同时完成目标检测的技术,该技术可以有效避免主瓣干扰下和差测角曲线变形问题.通过计算机仿真证明了该方法的有效性.     

基于载体姿态的GPS信号模拟器

GPS姿态测量技术是根据安装在载体上的多天线阵所确定的基线平面来推算出载体的航向及姿态原理。通过将载体姿态信息反映在其多天线阵接收信号状态上,并形成测姿所用的观测文件,以实现对测姿接收机在各种环境条件下的灵活测试。提出了GPS姿态信号模拟的原理设计方案,同时进行了建模与仿真分析,包括从姿态信号生成模拟、多天线阵定位解算到载体姿态解算的一系列完整过程。仿真结果表明,三维姿态角标准差都在0.2°以下,符合实际情况。     

基于旋转干涉仪圆阵化的多目标参数估计新算法

针对现有的长基线旋转干涉仪存在相位模糊,且不能对多个同频、同时到达的目标信号进行角度估计问题,该文提出一种基于旋转干涉仪虚拟圆阵化的多目标波达参数估计新算法。该方法首先将旋转干涉仪采样得到的两通道数据进行共轭相乘操作,获得虚拟圆阵信号;然后采用波束空间变换法将虚拟圆阵数据从阵元空间转换到波束空间,得到虚拟线阵数据序列;最后在实波束域上实现多目标2维角度无模糊估计。相比于传统旋转干涉仪方法而言,所提方法在不增加接收通道的同时,能够实现多目标角度的无模糊测量。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

奇偶阵元数均匀圆阵测向性能研究

均匀圆阵比起其他形状的阵列,更符合电子侦察测向接收机的应用需求。文中采用将均匀圆阵投影为随入射角变化的非均匀线阵的方式,分析了奇偶阵元数均匀圆阵中的波程差特点,给出了对应的半径选取公式,并提出采用信号矢量相关系数表示测向误差变化趋势的方法。分析了两种不同阵列中各向等效性、测向精度、相位模糊与对阵元位置误差敏感度等特点,通过仿真验证了推论与公式的有效性。在工程应用方面,文中结论对均匀圆阵布阵具有较高的参考价值。     

基于扩展传播算子的非圆信号测向方法

现代通信系统大量使用非圆信号,利用经典高分辨算法对其测向没有充分利用非圆信号的信息,因而性能受限.本文提出的扩展传播算子测向算法(EPM)先对数据进行共轭扩展,再利用传播算子方法(PM)测向,充分利用了非圆信号的特点,从而可对多于阵元数的信号进行测向,分辨力和测角精度优于OPM(正交传播算子测向算法)和MUSIC算法,同时保持了PM算法的特点,不需要特征分解(ED)或奇异值分解(SVD).文中还分析了EPM算法的均方误差性能和计算复杂度,得到了均方误差的解析表达式.仿真实验验证了EPM算法的优良性能,均方误差的理论结果与仿真值相符.     

机载MIMO 虚拟阵LFMCW 雷达杂波距离旁瓣性能分析

线性调频连续波(LFMCW)信号应用于机载虚拟阵多输入多输出(MIMO)雷达体制。二者的结合,一方面,可在较少阵元条件下,获得虚拟的宽口径,改善雷达的测角性能;另一方面,采用连续波体制,在相同峰值发射功率的条件下,可增大雷达的探测距离,弥补MIMO 雷达宽波束发射导致的威力下降。LFMCW 信号的匹配滤波输出拖尾较长,文中对由此产生的杂波距离旁瓣泄漏问题进行了建模与分析,结果表明:LFMCW 雷达系统与线性调频脉冲雷达系统具有相似的杂波距离旁瓣泄漏特性,数值仿真验证了此结果的正确性。另外,非自适应处理的仿真结果也表明对高速、小RCS 的目标,LFM鄄CW 信号具有更高的输出信杂噪比。     

同时到达信号对干涉仪测角影响分析

干涉仪法测角在工程上获得广泛应用。实际应用中测角结果易受同时达到信号的影响。从干涉仪测角的原理出发,推导了同时到达条件下干涉仪测角的相位差模型。基于该模型,针对不同频差和功率差的同时到达信号进行了测角结果仿真,得到了同时到达条件下测角结果与频差、功率差的关系曲线,并给出结论。     

一种基于CAF的频谱混叠多信号检测算法

针对多源同频混叠信号检测问题,本文提出了一种基于互模糊函数(Cross Ambiguity Function,CAF)的空间域信号检测算法.该算法首先在二维时延-频移搜索范围内计算多信号情况下的CAF值数组,将频谱混叠的多信号映射在空间域上,然后在分析多信号CAF峰特征的基础上,借鉴图像分割中区域增长法的思想,将CAF峰逐一识别、分割,及迭代循环,以实现多信号的榆测.本文采用所提出的算法对同频多信号进行了仿真,给出了在不同信噪比下和不同信号功率比下的多信号检测概率,以及不同门限因子对检测概率和虚警概率的影响.仿真结果表明,该算法能够在低信噪比条件下,有效地对具有一定功率差别的同频多信号进行检测.