2种多通道SAR/GMTI相位误差估计方法

针对多通道合成孔径雷达(SAR)和地面运动目标检测(GMTI)系统,提出了2种通道相位误差估计方法:a)利用杂波的信号特征向量与其导向矢量的线性关系直接进行通道误差估计;b)通过对回波数据进行方位重采样,然后利用杂波信号特征向量张成的空间(即信号子空间)与真实导向矢量张成的空间相同的原理进行误差估计。实验证明,2种方法均能有效地进行通道相位误差估计,并且方法 b)具有更高的估计精确度。     

MC-SAR改进正交子空间相位误差估计算法

方位多通道SAR用于高分辨率宽测绘带成像有着广阔的前景,然而通道失配引起的通道相位误差会较大地影响成像的质量。针对这一问题提出了一种改进正交子空间(OS)算法用于校正通道相位误差。改进OS算法的通道相位误差估计考虑了天线方向图加权,并利用全部多普勒频点信号子空间与噪声子空间的正交约束条件建立代价函数,从而得到相位误差估计的最优值。该方法有效克服常规正交子空间算法利用单个多普勒频点估计通道相位误差时的不稳健问题。基于机载实测数据的实验验证了改进OS算法的有效性和稳健性。     

存在严重通道误差情况下的SAR-GMTI方法分析

天线方向图不一致和天线相位中心间距误差等通道幅相误差会使传统多通道地面运动目标检测方法的杂波抑制性能下降,从而最终影响地面运动目标的检测性能.分析了空时自适应处理技术和相位中心偏置天线技术2种方法在较大通道误差情况下的性能,并介绍了一种二维自适应的通道误差校正方法.该误差校正方法是一种运算量小且性能较好的误差估计与补偿方法.通过实测数据验证了分析的正确性和方法的有效性.     

矢量传感器误差校正与补偿

当阵列模型存在误差时,子空间类方法的高分辨性能会显著下降,因此必须进行有效的校正。由于矢量天线本身的复杂性,其相位误差很难精确校准且原有的基于标量天线相位误差的估计方法已经不再适应于矢量天线。该文在到达角已知情况下,给出了一种估计矢量天线阵列相位误差的新方法,并导出了各通道相位误差的计算公式。最后的数值模拟结果说明了本文方法是简单有效的。     

基于信号子空间抽取的DOA估计

本文提出了一种新的DOA(direction of arrival)估计方法,通过对信号子空间进行抽取,形成信号子空间的两个子集,由于两个子集包含有来波方向信息,采用最小二乘算法,能估计出信号的DOA。该方法的分辨性能和LS-ESPRIT算法的性能相当,但运算量比LS-ESPRIT以及MUSIC的要小很多。计算机仿真试验证实了方法的有效性。     

一种SAR运动目标的自聚焦算法

基于SAR成像中散射点模型的参数估计,提出了一种适用于经过距离走动校正之后,在方位向上仍存在两次及两次以上相位误差的动目标的自聚焦算法.该方法在方位数据域上结合离散多项式相位变换(DPT)方法和最小二乘估计法估计相位误差,用CLEAN算法估计散射点参数,并通过交替迭代运算,可以较少的距离单元实现较为精确的误差补偿,因而运算量小.经过实测数据验证,该算法获得了理想的自聚焦.     

米波雷达低仰角DOA估计及阵列通道误差校正

现有的阵列校正算法几乎都没有考虑存在多径效应时的情况,对此提出了一种米波雷达低仰角环境下波达方向估计和阵列通道误差校正的新算法.先对各子阵接收信号做预处理,使通道误差对每个子阵的影响一致,这样阵列旋转因子就与通道误差无关.再对各子阵接收数据进行线性变换和差分处理,利用阵列旋转不变性,实现波达方向估计.最后利用精确求得的波达方向值进行阵列通道误差的校正,算法避免了以往自校正算法联合波达方向和误差矩阵进行最大似然多维寻优的缺点,不但运算量小,还可以有效地克服多径效应.理论分析和计算机仿真都表明了新算法的优越性.     

一种低复杂度的信号子空间拟合的新方法

提出一种低复杂度的信号子空间拟合的新方法.证明了多级维纳滤波器的匹配滤波器(或降维矩阵的列矢量)可以张成一个压缩信号子空间.利用其与Krylov子空间等效这一特点,推导出信号子空间拟合一个新的基本公式,进而建立信号子空间拟合一个新的准则函数.分析表明,压缩信号子空间可以由降维矩阵的列矢量有效地张成,而且计算降维矩阵只需要多级维纳滤波器的若干步前向递推,所以本文方法的运算量和复杂度均较小.最后,计算机仿真验证了本文方法的有效性.     

基于累积量的极化敏感阵列信号DOA和 极化参数的同时估计

本文研究极化敏感阵列非高斯窄带信号二维波达方向(DOA)和极化参数的同时估计问题.所考虑的极化敏感阵列包含一个特定子阵,该子阵由空间稀疏伸展三极子天线和两个导引阵元组成.分析了3维极化-角度域相干结构的平凡模糊问题,对利用并行累积量ESPRIT分别恢复出的信号3维极化-角度域相干结构和空域相干结构信息进行联合完成了非线性极化信号二维DOA和极化参数的同时估计.给出了一种相位缠绕解决方案并讨论了空间伸展三极子天线的可选择结构.     

宽带源DOA快速估计方法

提出了一种新的聚焦矩阵的计算方法,该方法不需要进行角度预估计,也不需要进行任何矩阵特征值分解,对信号方向不敏感,运算量小。利用多级维纳滤波算法,求出聚焦后的空间协方差矩阵在Krylov子空间的一组正交基,在满足一定的条件下,该正交基张成的空间等价于信号子空间,从而可求得宽带信号的空间谱。整个过程避免了矩阵特征值分解,因而运算量降低。计算机仿真验证了方法的有效性。     

Diversity gain for cdma systems equipped with antenna arrays

If the angular spread is not zero, the diversity gain can be achieved in the antenna-array reception. In order to achieve the diversity gain, we propose a beamforming method that utilizes two beamforming weight vectors and apply this beamforming technique to code-division multiple-access (CDMA) systems equipped with antenna arrays under a time-varying multipath-fading channel environment. In the proposed beamforming method, the channel vector has been estimated using two basis vectors that span the signal subspace. Since the proposed beamforming method utilizes two-dimensional (2D) signal subspace, it provides better performance than the conventional beamforming method, which utilizes one-dimensional signal subspace. Through simulation results, we can see that the performance is improved as the angular spread gets larger.     

基于GNSS多通道跟踪接收机的阵列反欺骗方法

近年来,基于阵列天线的空域处理方法被认为是最有效的欺骗检测和抑制手段之一。提出了一种基于卫星导航接收机多通道跟踪能力的阵列反欺骗方法。多通道跟踪接收机对每一个捕获到的导航信号在所有阵元通道后均进行跟踪处理并提取信号幅度和载波相位观测量,首先计算载波相位双差平方和进行欺骗检测,然后利用载波相位单差和信号幅度比估计信号导引矢量,从而进行基于子空间投影的欺骗信号抑制或基于波束形成的真实卫星信噪比提升。理论分析和仿真试验证明,该方法可有效检测并消除同一来向的欺骗信号且不影响真实卫星信号质量。由于前端非理想因素带来的幅度和相位偏移都已包含在接收机跟踪通道提取的观测量内,实际应用时对阵列天线校准和射频通道均衡的要求明显降低。     

一种均匀圆阵的校正方法

幅度增益和相位误差使得高分辨率的参数估计算法的性能下降,特别是相位的误差,将会引起参数估计的偏离.所以对于阵列天线各通道的校正是很有必要的.文中提出了通道的一种校正方案,用于减小各信道的不一致性.方案的基本思想是在圆形阵列的圆心处放置一个辅助天线,辅助天线将接收到的信号再发送到阵列天线各通道,联系辅助天线和各阵列天线的...     

MIMO OFDM排序判决反馈检测方法

一般多天线系统的判决反馈检测方法中,是顺序检测每用户天线端接收信号,其缺点是若从前面若干幅接收天线检测出的信号误差较大,则会降低后续天线端检测性能.为解决该问题,本文提出一种排序判决反馈检测方法,其思想先对待检测的用户天线支路排序,利用计算预测误差获得的待检测天线支路对应信道逆阵向量是已检测天线支路对应信道逆阵向量的线性组合特征,应用正交变换求解获得用户天线支路的检测顺序,使当前待检测用户天线端的迫零向量与已检测用户天线支路的迫零向量正交,这样可使由已检测用户天线支路带来的判决反馈误差最小,进而提高了检测性能.     

基于信号子空间处理的和/差波束干涉SAR/GMTI技术研究

该文研究了和/差波束干涉SAR/GMTI技术在通道不平衡条件下地杂波对消问题.文中阐述了和/差波束干涉SAR/GMTI的原理,推导了理想条件下地杂波空域对消因子.实际系统中,由于存在通道幅相不一致等误差,直接空域对消并不能有效抑制地杂波.该文研究了基于信号子空间处理的和/差波束干涉SAR/GMTI方案,通过二维信号子空间处理自适应地校正通道误差,进而对地杂波进行空域对消.仿真实验表明该方案对系统误差的敏感度显著下降,具有很好的鲁棒性,更适合于工程实施.     

On the use of permanent symmetric scatterers for ship characterization

The symmetric scattering characterization method (SSCM) has been recently introduced for high-resolution characterization of certain targets under coherent conditions. SSCM is based on the Poincare/spl acute/ sphere representation, which supports a high-resolution decomposition of symmetric target scattering, as well as assessment and validation of the backscatter coherence. In this paper, the SSCM is investigated for ship characterization using Convair-580 polarimetric synthetic aperture radar (SAR) data. It is shown that the target Poincare/spl acute/ parameters permit identification of dominant scatterers with a significant symmetric scattering component. The polarization orientation angle of these quasi-symmetric scatterers is used to derive an estimate of the ship's pitch angle, under certain conditions. The effect of SAR system focus setting errors and Doppler centroid mistracking on the SSCM performance is investigated. It is shown that the SSCM is sensitive to the system focus setting and Doppler centroid shift. The first-order effects of these errors can be removed prior to the application of the SSCM method.     

用投影算子改善信号子空间方向估计算法的稳健性

基于信号子空间的超分辨方法一般对接收器阵列误差非常敏感。本文提出的投影变换法利用目标方向的初始估计和阵列流形的先验知识，可以显著减小信号子空间方法的误差灵敏度。文中给出了数值仿真和实际阵列数据测试的结果。     

Multiresolution sequence detection in rapidly fading channels basedon focused wavelet decompositions

The problem of detecting a sequence using the maximum-likelihood strategy, when the time-varying multipath channel is unknown, can be in principle solved using the generalized likelihood detector (GLD). The GLD metric involves finding the orthogonal projection of the received signal onto the subspace of the transmitted signal distorted by the multipath channel: the faded signal corresponding to one of the transmitted sequences is in fact known to lie in a subspace but its exact location is not known, because the channel parameters are unknown. This detector (which in the case of a static channel collapses to the per-survivor processing method), is also called a matched subspace detector because its statistic is “matched” to the a priori known signal subspace. Unfortunately, the computation of the (perfectly matched) orthogonal projection of the received signal onto the multipath faded signal subspace is, in the general time-varying case, impossible. We introduce in this work the idea of using new wavelet-based subspaces that approximate the original signal subspace. The nested sequence of linear vector spaces, defined by a wavelet-based multiresolution decomposition of the fading channel time variations, provides a set of subspaces that, at an increasingly high level of detail, are “efficient” representations of the original signal subspace. For each of these representations sequence detection at different levels of resolution can be performed     

相控阵体制SAR系统的误差建模与补偿方法

在基于相控阵天线体制的合成孔径雷达(SAR)系统中,中央电子设备和相控阵天线的非理想特性,会引入幅相误差,造成SAR信号幅相特性畸变,影响SAR图像等数据产品的质量。本文建立了相控阵体制SAR系统误差的模型,并设计了误差校正方法。研究结果表明：雷达中央电子设备的非理想特性会引入固定的幅频、相频误差;相控阵天线的非理想特性所引入的幅频、相频误差会随着波束指向的变化而变化,该误差主要根源于有源器件在不同频点处的性能差异,并会受到T/R模块移相衰减量的调制;可通过测量或分析计算对相控阵SAR的系统误差进行提取,并在SAR成像处理阶段实施误差补偿。