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。     

基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法

针对稀疏阵列DOA估计中存在的测向模糊问题,提出了基于矢量修正的稀疏阵列测向解模糊方法。该方法通过推导阵元相对位置与稀疏阵列角度估计之间的关系,分析了阵元相对位置的最大公约数对MUSIC算法测向性能的影响,利用在稀疏均匀线阵特定位置添加新的阵元的方法,对原阵列的导向矢量进行修正,解决了稀疏阵列的测向模糊的问题。仿真实验结果表明,该方法不仅保留了稀疏阵大孔径的优点,提高了多信号分辨能力和测向精度,并且在低信噪比和小快拍条件下性能较好。     

二维超分辨测向天线阵性能仿真与分析

文中在MUSIC算法的基础上，建立了平面任意形状阵列二维超分辨测向的数学模型及通用算法。针对不同天线阵列结构对二维测向性能的影响问题，分别以双排均匀线阵、均匀圆阵、均匀正方形阵和均匀L阵为模型进行了计算机仿真实验，并对这几种阵列的二维测角精度和稳健性进行了较全面的比较分析，得出了较理想的阵列设计方案。     

圆阵单通道顺序采样二维超分辨测向算法

针对单通道测向方法普遍存在运算量大或测向精度低的缺点,提出圆阵单通道顺序采样二维超分辨测向的算法。算法将圆阵多次轮巡所得的顺序采样数据等效为每个阵元同时采样并进行多次快拍的数据,并通过构建单通道圆阵特有的含有开关切换时间间隔的导向矢量,采用等效加权的MUSIC算法,实现对信号的测向。计算机仿真证明:其具有较高的测向精度,逼近了多通道测向算法。     

五元十字阵被动声定位算法及其性能研究

四元十字阵的测向和测距精度受目标方位角的影响，而五元十字阵就可以克服这一缺点。文中研究了基于五元十字阵的低空目标被动声定位算法及其性能。分别就目标测向和测距的精度进行了理论分析和计算．讨论了阵列尺寸和时延估计等诸因素对五元十字阵定位性能的影响。对空中运动目标被动声定位的实际工程应用有重要的参考意义。     

基于平面圆阵的二维测向精度分析

文中分析了基于平面圆阵的MUSIC算法对非相关信号源进行二维DOA估计的测向精度。推导了基于平面圆阵的二维DOA估计精度的公式。并通过计算机的仿真验证了模型的有效性，仿真结果说明了在一定的约束条件下，测向的精度与信号波长和平面圆半径之比、分布于平面圆上阵元的个数及入射信号入射到天线阵的角度都有关系，并给出了相应的曲线。     

基于互协方差的L型嵌套阵列二维波达方向估计

为了解决L型均匀阵列波达方向（DOA）估计分辨率较低、估计信源数受限于阵元数、估计精度易受信噪比影响等问题,提出一种基于互协方差的L型嵌套阵列二维DOA估计算法。利用不同子阵间互协方差矩阵产生较长无冗余阵元的虚拟阵列,消除噪声干扰;利用虚拟阵列及其共轭矩阵构建等效协方差矩阵,实现虚拟阵列信号的解相干;采用旋转不变子空间技术对等效协方差矩阵进行处理,得到目标的角度信息;基于虚拟阵列等效信源的唯一性进行空间信源的角度匹配。对所提算法的DOA估计有效性进行仿真验证,结果表明,在阵元数相同情况下,该算法与L型均匀阵列相比在低信噪比环境下拥有更高的估计精度,能够辨识更多的空间信源。     

均匀圆阵互耦和幅相差有源校正分离迭代算法

阵列互耦和幅相差的综合影响会严重影响其测向性能,在研究由互耦和幅相差引起的阵列误差校正问题的基础上,针对均匀圆阵,提出了一种改进的阵列误差校正算法,通过测量得到的一组校正源的方向向量来估计阵列误差,改进算法充分利用了均匀圆阵互耦矩阵的特殊结构,并通过分离迭代的方法实现了阵列误差的优化校正.计算机仿真结果表明,改进算法提高了参数估计精度,并且可推广应用于校正源方位存在偏差的情况.     

基于圆柱共形阵的极化MUSIC算法

基于圆柱共形阵列的波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计方法受载体曲率影响,对于不同极化入射的信号存在极化接收不匹配的问题,同时由于载体的遮挡,会使测向精度下降,甚至产生测向错误.针对极化接收和载体遮挡效应,本文提出了一种基于圆柱共形阵列的极化MUSIC算法,建立了基于圆柱共形阵的极化敏感阵列信号接收模型,考虑载体遮挡效应对信号的导向矢量进行重构,保证了信号子空间和噪声子空间的正交性,并运用极化秩亏MUSIC算法进行DOA估计和极化参数估计.仿真结果表明,与子阵分割极化MUSIC算法相比,本文算法在低信噪比10 dB时测向误差减少了0.9°,具有更高的信号测向精度,信号估计准确率提高了27.4％.     

参考基元的位置与圆柱阵测向性能分析

为了优化设计立体麦克风阵列，满足声学预警系统全空域测向的需求，推导了立体阵测向系统的克拉美-罗界。在此基础上，以圆柱阵为例，深入分析了选择不同参考基元位置对测向性能的影响。仿真结果表明：相对于参考基元在原点，参考基元在z轴负半轴可以提高俯仰角的估计精度，测向算法也易于实现；参考基元在圆环上则可以同时提高方位角和俯仰角的估计精度。     

基于相关TOP矩阵的相干信源数盖氏圆估计方法

大部分高分辨波达方向估计算法都是以特征子空间分解为基础的,所以正确估计信号源数对算法结果有效性起着至关重要的作用。该文提出了一种基于均匀线形阵列的相关Toeplitz矩阵构造方法,并结合盖氏圆半径法形成一种相干信源数估计的盖氏圆改进方法,将接收阵列各阵元与参考阵元输出信号做相关,得到一组相关向量,应用相关Toeplitz矩阵构造算法构造阵列输出的Toeplitz矩阵,从而得到去相干的盖氏圆估计矩阵,最后再应用盖氏圆准则完成相干信源数估计。仿真结果表明,本文所用相关Toeplitz矩阵构造算法达到了去相干的作用,扩展了盖氏圆半径法的应用范围,使得盖氏圆准则在不损失阵列有效孔径前提下,能够有效估计相干信源数目。     

兵器实验场炮弹爆炸点被动声定位系统的技术研究及误差分析

文中设计了一种六元十字阵被动声定位系统，该系统可以实现对空中及地面目标的被动声定位。讨论了阵列元间距、时间测量精度等因素对定位性能的影响，并进行了仿真。仿真结果表明．该系统消除了目标方位变化对测距和测向精度的影响，具有较好的测距和测向能力。     

基于空间域补偿的极化敏感阵列MUSIC测向算法

采用共形天线的反辐射导弹探测系统在对大入射角信号测向时,由于信号多路径、折射、绕射等情况产生的干扰,会直接被引入到极化敏感阵列空间谱估计理论模型中,从而导致测向误差偏大.针对该问题,基于均匀共形圆阵天线模型,提出了一种基于空间域补偿的极化敏感阵列多重信号分类(multiple signal classification...     

干涉仪与MUSIC算法的测向原理及精度对比

实际电磁环境中,在中频处理带宽内往往只有一个信号,此时是MUSIC算法还是干涉仪方法具有更高的测向精度未见公开定论。通过对MUSIC算法和干涉仪测向的原理分析,给出了二者的理论精度公式并进行了变形、比较,然后证明了MUSIC算法与干涉仪测向原理在二元阵、单信号情况下的等效性,仿真实验验证了在二元阵、单信号情况下干涉仪具有与MUSIC算法相同的渐近测向性能,而在单信号、多阵元条件下干涉仪的测向精度仅比MUSIC算法略低。这种分析对实际应用中测向算法的选择具有重要的指导意义。     

双层圆阵的自适应零点波束形成

离散圆阵是水声工程中的主要阵形之一,研究这一阵列形式下的阵列布放结构与波束形成方法具有重要意义。本文在分析均匀圆阵波束图的基础上,提出了采用双层圆阵来解决均匀圆阵波束图副瓣电平较高等问题,并将双层圆阵应用于自适应零点波束形成。首次将2种稳健的自适应零点波束形成算法即基于特征空间的自适应波束形成算法（ESB）以及能抑制相干干扰的多约束最小方差波束形成算法（MCMVB）在双层圆阵上实现,得到了较深的零陷。仿真结果表明,与均匀圆阵相比,双层圆阵的波束图有较低的副瓣电平,而且能够形成较深的自适应零点。     

一种均匀共形天线阵列的测向方法

共形天线对入射信号的极化信息比较敏感,传统空间谱估计等测向过程中会出现较大误差,甚至失效。文章对共形天线的反辐射探测系统测向技术进行了研究,针对共形天线排列的均匀圆阵模型提出了一种相位匹配测向方法。该方法可以实现目标信号的二维测向,可以得到识别信号的极化特征,并可以大概率地避免大角度测向时由于多路径、信号折射、绕射等情况下产生的干扰,成功地对目标信号进行测向及跟踪。     

有限偶极子天线阵的电磁散射理论研究

研究了一种求解阵元为偶极天线的有限阵列的电磁散射的方法：利用RWG基函数和偶极模型的特殊性,将近似无穷小的偶极天线产生的电流代替由RWG基函数相邻边缘元素产生的电流,此方法有效地计算了散射场。讨论了RWG基函数的基本概念及其在计算阵列散射场中的应用,以极坐标的形式给出了不同的阵元间距、入射频率、入射角度以及不同阵元数目的散射场仿真图形,为其他形式的阵列天线散射特性研究提供了依据。     

稀布同心圆环阵列联合优化设计

针对有阵列孔径,阵元数目和最小阵元间距三种约束下的稀布同心圆环阵列综合问题,提出了一种基于差分进化算法的稀布同心圆环阵列半径和阵元间距的联合优化方法。利用差分进化算法,采用DE/current-tobest/1变异策略,应用约束向量约束最小半径间隔和最小阵元间隔,同时优化稀布同心圆环阵列半径和阵元间距,优化目标是使阵列响应的峰值旁瓣电平最小。该方法加快了算法的收敛速度,提高了差分进化算法的局部搜索能力并改善了种群多样性,解决了易早熟收敛的问题,降低了算法的复杂性和计算量,同时保证了阵列的旁瓣性能,使阵元在阵列孔径中更好地分布。     

基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计

针对MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法在高斯色噪声背景下测向精度不理想的问题,提出基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计算法。该算法利用蕴含在接收数据延时相关函数中的角度信息,采用所有阵元接收数据的延时相关函数构造新的阵列输出矩阵,进而构造新的协方差矩阵,并进行奇异值分解,建立稀疏表示模型,使用l1范数法对稀疏模型进行求解实现色噪声环境下高分辨DOA估计。仿真实验表明,基于延时相关的稀疏表示模型的测向分辨率好于基于传统子空间的MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法,能降低协方差构造的复杂度,增强色噪声抑制能力。     

利用圆柱阵的空中目标测距算法研究

为提高三维空间目标的测距精度,提出利用圆柱阵的近似时延测距算法.首先根据圆柱阵中部分阵元具有不同时延表达式的特点,推导出空间目标的测距公式;然后在测向结果的基础上,仿真分析该算法的测距性能;最后利用外场实验对算法的性能进行验证.仿真及实验结果表明:利用圆柱阵的近似时延测距算法对距离估计的相对误差随信噪比增大快速下降,在...