基于近似理想方向图的子阵级超分辨测向方法

二维子阵级超分辨测向应用于相控阵雷达具有重要意义.提出了子阵级MUSIC的数学模型并应用了简化的阵列流形.通过引入加权网络对子阵输出进行后处理,大大提高了阵列处理的灵活性.构造了基于近似理想子阵方向图的简化阵列流形.基于这一简化阵列流形的超分辨方法克服了基于直接简化阵列流形的方法的测向范围无法调整且旁瓣源不能够被完全抑制的局限性;与基于理想子阵方向图的简化阵列流形的方法相比,大大降低了运算代价,而测向性能却与之十分接近.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

基于高斯方向图的二维子阵级相干源超分辨测向

二维子阵级超分辨测向在相控阵雷达中具有重要应用.本文研究适用于相干源的子阵级ML估计方法.提出了子阵级ML估计的信号模型.利用子阵相位中心与增益来构造简化的阵列流形,使相控阵的校正成本与代价得到较大的降低.引入加权网络对子阵输出进行后处理,大大提高了阵列处理的灵活性.构造了高斯模式的子阵方向图.与直接简化的阵列流形方法相比,基于高斯方向图的简化阵列流形方法克服了其测向范围无法调整的局限性,且能更好抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

一种子阵级平面相控阵相干源超分辨新方法

二维子阵级超分辨方法对于多功能相控阵雷达具有重要意义.提出了应用于相干源的子阵级WSF的信号模型.应用简化阵列流形是降低大型相控阵校正成本与代价的十分有效的途径.为此引入子阵级加权网络并构造出基于近似高斯方向图的简化阵列流形,使超分辨测向的灵活性大大提高.该方法克服了直接简化阵列流形方法测向范围无法调整且旁瓣源不能够被完全抑制的缺陷,与基于高斯方向图的简化阵列流形方法相比,运算代价得到显著降低,而测向性能却基本保持不变.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

子阵级平面相控阵ADBF的旁瓣抑制方法

研究子阵级平面相控阵ADBF自适应方向图的旁瓣抑制方法.给出了二维子阵级ADBF的信号模型,适用于任意的平面相控阵.分析了常规的二维子阵级ADBF方法,引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF.研究了常规方法和基于子空间投影方法的结合方法,提高了对自适应方向图进行旁瓣抑制的灵活性,有效地降低了输出SINR损失;可在较好地进行旁瓣抑制的同时,得到与最优波束形成器非常接近的输出SINR.仿真结果证明了所提出方法的有效性.     

一种基于空域滤波的空间谱估计方法

本文提出一种基于空域滤波的空间谱估计方法.对阵列进行相互重叠的子阵划分后,通过对子阵运用自适应波束形成方法实现对空间信号的空域滤波及干扰抑制,提高期望信号的信干噪比.提出对阵列中所划分的子阵运用二次组阵的方法,根据子阵间的位置关系以及各个子阵自适应滤波后的输出运用空间谱估计方法在指定的空间区域范围内实现对期望信号的DOA估计.仿真实验表明,相比常规谱估计方法基于空域滤波的空间谱估计方法有效地改善了期望信号所处的电磁环境,进一步提高了DOA估计的精度和抗干扰性能.     

基于精确响应控制的子阵波束赋形算法

相控阵多采用子阵划分来减少通道数,针对均匀划分子阵的波束赋形问题进行研究,提出了一种基于精确响应控制的波束赋形方法。具体来讲,首先由输出期望方向图和单个子阵静态方向图得到子阵级期望方向图;在此基础上利用精确阵列响应控制方法计算出最优权向量,使子阵级静态方向图满足于子阵级期望方向图;最终成功实现了均匀划分子阵的波束赋形。所提算法具有实现简单、灵活性强、适用范围广的优点。文中对所提算法进行了仿真验证,充分证实了所提算法的有效性,可以为子阵的实际工程应用提供重要的理论支撑。     

宽带信号源的波达方向估计新方法

针对信号源数多于天线阵元数的情况,提出了一种新的宽带信号波达方向(DOA)的估计方法.与传统方法一样,首先把宽带信号分解为互不重叠的窄带部分,通过将信号频率的不同等效为阵元间距的不同而得到多个阵列,合理组合这些阵列可以获得一个多阵元的虚拟阵列,对此虚拟阵列的输出运用传统的窄带信号子空间方法即可进行高分辨DOA估计.不需要对阵列输出进行"聚焦"变换及角度预估计,并且利用两个阵元即可对多个宽带信号进行空间谱估计.仿真结果证明了该方法在信号源数多于阵元数情况下的有效性.     

基于对数螺旋阵的波达方向估计

系统渡达方向(DOA)的估计能力受天线阵的几何结构影响很大.提出了一种新的二维天线阵列流形--对数螺旋阵,该阵列流形具有天线单元数少、天线孔径大、分辨力高的特点.通过粒子群优化方法(PSO)确定了无栅瓣的阵结构参数,计算了此阵的天线方向图并与矩形阵、圆环阵做了比较,利用MUSIC方法进行了二维空间谱估计,仿真结果表明:利用该对数螺旋多天线阵可以实现高分辨二维DOA估计.     

基于L形嵌套的混合MIMO相控阵雷达阵列设计

混合MIMO相控阵雷达发射端的子阵分割会导致自由度损失,为了解决这一问题,提出了一种基于嵌套阵结构的L形收发阵列设计方法。首先将发射端的混合MIMO相控阵雷达线阵纵向放置,然后接收阵列设计为横向布置的嵌套阵结构,最后通过在虚拟阵列中构造差异阵列,以L形的线阵结构实现了二维混合MIMO相控阵雷达的功能。通过形成虚拟阵元数目扩展,在保留混合MIMO相控阵雷达优势的同时增大了阵列自由度。且本文给出了这种结构下阵列流形的闭合表达式。仿真结果表明,与传统的混合MIMO相控阵雷达相比,这种方法能够提高自由度和波达方向估计精度。      

大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

利用遗传算法(genetic algorithm, GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。      

基于粒子群优化算法的非均匀子阵波束形成技术

基于粒子群优化算法提出了一种非均匀子阵波束形成方法。首先利用粒子群优化算法实现线阵最优非均匀划分;其次在线阵最优划分的基础上扩展到面阵最优非均匀划分;最后在面阵最优非均匀划分的基础上在期望区域内形成任意指向的波束。该方法既可以在期望区域内形成任意指向波束,又充分发挥了子阵级波束形成的优势。仿真结果表明该方法是有效的。     

大型宽带相控阵天线子阵级延时器误差分析及补偿

子阵级使用延时器是改善宽带相控阵天线波束性能常用的技术途径。在对延时器电性能误差特性分析的基础上,提出采用次级子阵延时器联合TR通道移相器和衰减器分级补偿天线系统内部射频链路的时延、幅度和相位误差的方法。通过采用两级子阵延时架构的一维大型天线阵列模型的仿真验证,表明该方法不仅可实现大带宽大扫描角大型相控阵天线的方向图高精度控制,同时降低了大时延量延时器的研制难度。     

基于方向图综合和空域插值的大型阵多波束形成技术

为了克服大型阵阵元级多波束形成的造价,复杂度和子阵级多波束形成的抑制栅瓣困难的问题,提出了一种方向图综合与空域插值相结合的方法,该方法既可以实现在任意方向上形成多个波束,又可以避免使用大量的数字权,简化了波束形成网络,具有较高的工程实用价值。计算推导和仿真结果均表明此方法是有效的。     

平板裂缝天线子阵形变后的方向图分析

子阵方向图对平板裂缝天线的工作性能有着重要的影响。本文给出了常用的子阵设计方法,并针对可能出现的形变,提出了从单元位移和幅相的变化来分析子阵形变后的方向图的方法,分析结果表明:位移主要对主瓣宽度的影响较大,而幅相的变化主要对副瓣的影响较大。文中讨论、分析了子阵在不同形变情况下的方向图主瓣宽度、副瓣电平等性能,并给出了相应的理论结果和仿真结果。     

一种大规模发射阵列的稀布方法

为了提高大规模发射阵列的优化效率和降低大规模发射阵列的散热压力,提出了一种基于子阵和交替迭代的大规模发射阵列稀布阵方法.首先给出了大规模发射阵列基本子阵结构的确定原则,接着建立基于基本子阵结构的优化模型,之后交替迭代地对基本子阵结构的中心位置进行优化,在优化过程中各基本子阵结构的中心位置的移动总是使得发射阵列方向图函数的最大旁瓣最小.仿真实验表明,提出的大规模发射阵列稀布阵方法能够较快地收敛到较优的结果.     

二维子阵级ADBF及方向图控制方法研究

该文研究二维子阵级ADBF方法。 提出了适用于平面相控阵的子阵级ADBF的信号模型。给出了由一维阵元级ADBF推广得到的常规的二维子阵级ADBF。 引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF方法,可在无干扰时得到理想的静态方向图, 从而解决了自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在有干扰时可有效地对干扰进行抑制,与常规方法相比,明显改善了旁瓣电平。仿真结果证明了所提出方法的有效性。     

子阵旋转和子阵错位在非周期阵列应用中的对比分析

随着预警探测需求的提升,大单元间距阵列的应用得到了快速发展,阵列栅瓣的有效抑制是大单元间距有限扫描阵列设计中的一项重要内容。文中首先介绍了非周期阵列抑制栅瓣的原理;然后,对子阵旋转和子阵错位两种非周期排布栅瓣抑制形式进行了仿真对比,从栅瓣电平、近区副瓣电平、量化瓣、阵列重构、极化形式五个维度分析了子阵旋转和子阵错位的性能优势,对大单元间距阵列的设计具有一定的工程指导意义。     

一种可有效降低运算代价的子阵级波束扫描的旁瓣抑制方法

在子阵级相控阵中,对于多波束形成等很多应用,需要在子阵级进行数字波束扫描。此时抑制扫描方向图的旁瓣是一个重要问题,而其关键在于构造有效的子阵级加权网络。该文将整个阵列作为一个超阵、将每个子阵作为一个超元来考虑,基于用超元方向图近似表示真实子阵方向图的处理思想,使得构造加权网络所需要的各矩阵的维数由原来与阵元数相同降低为与子阵数相同,从而可十分显著地降低运算代价;而且可得到波束形状、宽度及增益均很接近的新的子阵方向图。该方法可在一定程度上抑制子阵级波束扫描后的阵列方向图旁瓣。仿真结果证明了其有效性。