基于FFT平面相控阵天线方向图快速计算

研究了二维矩形栅格平面相控阵天线方向图快速FFT计算方法,通过严格数学推导过程,揭示了平面阵列方向图与二维FFT之间内在必然联系.借助可见空间的概念,给出 FFT应用详解.结合实例,验证处理方法正确性,并检验计算速度.最后,文中描述了切面方向图处理、扫描角精度分析、方向性系数计算等.     

采用FFT-PSO策略的多约束稀疏阵天线方向图综合

采用稀疏布阵的相控阵测控天线,阵元等幅激励时的阵列峰值副瓣电平无法满足指标要求.在考虑天线增益、半功率波束宽度等指标约束时设计了合适的适应度函数,并基于粒子群算法(PSO)对阵元激励幅度进行优化以降低天线副瓣电平.同时,分析了等间距栅格平面阵列天线方向图与离散傅里叶变换的关系,采用快速傅里叶变换(FFT)降低了阵列方向图计算复杂度.仿真结果表明,该方法可有效降低峰值副瓣电平和计算复杂度.     

DIF-2FFT算法的矩阵形式的DLP计算模式

快速傅里叶变换(FFT)是减少离散傅里叶变换(DFT)计算时间的算法。而在无线/移动通信系统中无线通信算法和多媒体应用处理算法中存在大量的矩阵或向量运算,均可以由DLP计算实现。本文研究的FFT算法就存在大量的矩阵运算,通过对FFT矩阵算法的分析,本文提出了在DLP计算模式下通过阵列计算机来实现FFT的快速算法,在MATLAB仿真平台上进行了传统算法与改进之后算法的比较,提出了进一步减少运算时间的FFT并行算法。     

基于Chirp-z 变换的阵列天线方向图快速计算

分析了等距阵列天线方向性函数与Chirp-z 变换之间的一致性,讨论了Chirp-z 变换的快速计算方法,表明可利用Chirp-z 变换法对阵列方向图函数进行快速计算。Chirp-z 算法自身已经考虑了不同单元间距的影响,避免了对可见空间的讨论。另外,Chirp-z 算法能对可见空间进行任意点数的等间距取值,保证了波束指向精度。文中给出实例,对Chirp-z 变换法的准确性、快速性进行验证,结果显示该方法能够准确、快速计算阵列天线方向图。     

基于迭代FFT算法的平面阵列交错稀疏布阵方法

交错稀疏阵列天线的设计需要实现“稀疏布阵”和“子阵交错机制”两个关键技术的有机“协同”.提出一种基于改进迭代快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation, FFT)算法的均匀面阵交错稀疏布阵机制.鉴于均匀矩形平面阵列天线激励与方向图存在二维傅里叶变换的关系, 该方法通过对均匀面阵方向图采样的频谱能量分析, 采用交错选取子阵激励的方法, 实现了面阵天线方向图频谱能量的均匀分配, 获得了近似相同方向图的交错子阵设计.在此基础上, 采用迭代FFT算法对交错子阵激励进行迭代循环, 有效降低了交错子阵的峰值旁瓣电平.理论分析与实验仿真证明, 相对于基于循环差集和互补差集的稀疏交错优化方法, 该算法实现的交错稀疏阵列设计具有方向图近似程度更高, 且峰值旁瓣电平更低的优点.     

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于方向图拓展和FFT的阵列快速综合法

基于阵列方向图自身的周期特性，将方向图近似地拓展至不可见区域，使任意间隔阵列的方向矢量成为空间正交基，以便采用快速傅利叶变换算法，并通过迭代过程中迭代目标方向图的逐次改变，最终实现了阵列方向图的快速综合。数值计算结果和计算量分析表明，和现有方法比较，算法的收敛速度获得了很大的提高。这对于大规模的阵列，其优越性更加明显。     

FFT在时域紧缩场方向图测量中的应用

离散傅立叶变换(DFT)在信号的谱分析及系统的分析、设计和实现中起着非常重要的作用.其原因之一是计算DFT有很多高效快速的算法.快速傅立叶变换(FFT)算法就是其中之一.利用FFT算法,可以将微波测量中大量的计算简化,缩短了计算机的计算时间.在时域紧缩场测量方向图的过程中,利用FFT进行时域与频域间的转化,使一次仅能测量一个频率点的方向图,扩展到一次可以测量一个频段的方向图,从而大大缩减了测量时间.     

基于迭代NUFFT的不等距阵列天线低副瓣方向图综合

针对不等间距阵列天线的低副瓣方向图综合问题,提出了一种基于非均匀快速傅立叶变换(NUFFT)的迭代算法.通过严格的数学推导,建立非均匀离散傅立叶变换(NUDFT)与天线阵因子之间的对应关系,利用过采样FFT系数的线性组合来近似表达复指数函数进而实现NUFFT,最后通过插值和反复的迭代有效地抑制了阵列天线的最大副瓣电平.结合等间距阵列和不等间距阵列的算例,对比粒子群算法的优化结果,验证了该算法的有效性和高效性.     

一种唯相位加权降低天线副瓣技术研究

通过分析几种优化阵列副瓣算法的特点,提出将差分进化算法与模拟退火方法相结合的方法,实现了唯相位加权降低阵列天线副瓣。采用快速傅里叶变换法提高计算阵列天线方向图的效率。为了证明该方法的有效性,给出了40×40均匀阵列的唯相位加权低副瓣优化结果,阵列天线副瓣唯相位加权优化后达到了-22.13 d B。     

平面天线阵方向图的FFT算法简析

介绍了平面天线阵中常见的方向图FFT（快速傅里叶变换）算法原理,指出该算法在应用中应考虑的条件、范围等,在基本计算原理的基础上,利用常规算法程序给出线阵的计算实例,分析各实例有待扩展的计算特性,并分析原因、给出扩展方法,在此基础上给出线阵和平面阵列的扩展算法计算实例,结果表明该扩展算法能满足一般线阵和平面阵列的方向图计算需求,提高计算效率。     

有限长序列线性相关的快速算法研究

线性相关在信号处理中具有十分重要的作用,因此研究线性相关的快速运算具有重要意义。本文根据有限长序列的线性相关的定义,首先给出了基于快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）直接计算线性相关的快速算法,记为直接FFT算法;其次针对长度相差较大的有限长序列,提出了一种分段求和FFT算法,相比于直接FFT法,具有更小的运算量。仿真结果表明,相比于根据定义直接计算线性相关,直接FFT算法显著减少了运算量,且序列长度越长,改善效果越明显;若参与线性相关的两个序列长度相差较大,则相比于直接FFT算法,分段求和FFT算法具有更小的运算量,且序列长度差距越大,改善效果越好。     

任意阵列的低副瓣宽凹口仅振幅加权口面综合的实数算法

本文给出了一种仅振幅加权的宽凹口低副瓣的口面综合的实数算法,它基于“单元零点向量法”和Ｇｒａｍ—Ｓｃｈｍｉｄｔ正交化方法,此算法能够适用于任意复杂口径天线阵列（包括一维、二维和三维情况）。作为举例,本文给出了此算法对线阵、圆周阵和椭圆周阵的模拟计算结果,结果证明了本算法是行之有效的。     

基于改进GA-FFT综合含互耦效应的不等间隔阵列赋形方向图

该文提出了一种虚拟的最小均方有源单元方向图展开方法,将不等间隔阵列的有源方向图展开为一个虚拟的均匀间隔阵列的若干单元辐射的叠加。通过该方法,对包含阵元耦合效应的不等间隔阵列方向图,可以使用快速傅里叶变换进行加速计算。并且,该文将这个方法与遗传算法(GA)相结合,得到一种改进的GA-FFT方法,可以应用于解决含阵元互耦的不均匀间隔阵列的赋形波束综合问题。最后,分别对不等间隔的偶极子阵列平顶方向图及微带阵列的余割平方方向图进行了综合,结果表明所提方法的有效性和优势。     

基于四阶累积量虚拟阵列扩展的运算量分析

在阵列信号处理中,利用四阶累积量可以使阵列虚拟扩展,增大了天线阵的孔径,但同时也增加了算法的计算量。该文通过分析四阶累积量矩阵中各元素之间的关系,剔除掉相同或互为共轭的冗余元素,避免了冗余元素的重复计算,极大地降低了四阶累积量矩阵计算的复杂度,并阐述了计算复杂度与阵元数目之间的关系。另外,针对均匀直线阵这种特殊情况进行了单独讨论。该文得出的相关结论对实际工程应用具有指导性的意义。     

任意形状旁瓣波束形成技术研究

在自适应零陷形成的基础上,提出了一种自适应加权算法,用于任意阵型阵列构成具有任意形状旁瓣的波束图,并考虑基元方向性对波束图的影响.给出了实现自适应加权算法的三个步骤,预先设定所需旁瓣形状及旁瓣级,采用循环,最终使旁瓣与预设形状吻合.将该算法用于均匀线阵和抛物线阵,均得到期望的结果,并与道夫-切比雪夫加权作了相应比较.研究表明,基元的方向性对该算法波束形成的影响很小,新算法可以消除基元宽带方向性对波束的影响.     

An efficient Newton-type method for the computation of ML estimators in a uniform linear array

In the problem of estimating the angles of arrival to a uniform linear array, we present an efficient method to compute Maximum Likelihood (ML) estimations, based on the Modified Variable Projection (MVP) algorithm. In contrast to methods like Iterative Quadratical Maximum Likelihood (IQML) or the Iterative Method of Direction Estimation (IMODE), it is not based on a polynomial parameterization but on directly exploiting the Vandermonde structure through analytical tools like the Fast Fourier Transform (FFT), the geometric series summation formula, and Horner's synthetic division. The computational burden of the proposed method is significantly smaller than the burden of IMODE and of the Relaxation (RELAX) algorithm. Besides, it is shown that the computation of the ML estimation can be divided in a preliminary step in which a few FFTs are computed and an iterative step with a complexity that is independent of the array size.     

二维滑动矩形窗傅氏变换的快速递推算法

该文利用相邻滑动窗数据之间的关系以及傅氏变换的平移性质,提出一种二维滑动矩形窗傅氏变换的快速递推算法。文中分析了该快速递推算法的复杂度和传统直接计算法的复杂度,证明了新的快速递推法可以大大降低计算复杂性,尤其是在图像尺寸和窗口尺寸较大的场合中。该算法可以改善滑窗傅氏变换或Gabor变换的计算效率。     

简化核函数FFT运算复杂度和动态性能的优化

针对简化核函数FFT能提高FFT运算速度却引入一定频谱杂散的问题,讨论了其运算复 杂度和动态性能的优化方法。首先推导简化核函数Cooley-Tukey FFT算法的运算量公式, 给出不同简化点数下的运算量比较;然后通过仿真分析了不同核函数简化点数的频谱杂散分 布 规律;最后综合评价不同简化点数的运算时间和瞬时动态性能。所得结论对宽带数字接收机 的性能优化有一定指导意义。     

一种阵列天线赋形波束综合方法

给出一种基于反离散傅里叶变换阵列天线赋形波束的综合算法,综合后的阵列天线波束形状与预给的波束形状吻合较好,从而达到设计要求。该方法具有计算速度快、计算量小、计算数值稳定性好的优点。是一种阵列天线波束赋形的实用方法。