基于经验模态分解的宽带阵列DBF研究

已有研究对宽带阵列信号的子带分解处理中子带划分是固定的,各子带内信号数分布不均衡。该文研究了子带自适应划分的模态域宽带自适应阵列算法,提出将经验模态分解(EMD)融合于线性约束最小方差(LCMV)算法中,EMD把多分量信号自适应地分解成多阶内蕴模态函数(IMF),突出了信号的局部瞬间特征,两者结合既满足了LCMV的窄带信号要求又充分发挥了EMD自适应的特点,解决了阵元数目受到严格限制时,宽带阵列处理自由度不足、抗干扰性能下降的问题,在强干扰环境和各信号强度相差较大时也能有效检测出较弱信号。与基于FFT的子带分割相比,无需预先划分模态函数的频段,阵元数目受限时增加了处理自由度。仿真表明3阵元强干扰条件下改善增益11dB。     

基于高速交换网络的软件化宽带数字阵列处理架构

针对宽带数字阵列雷达系统的特点,提出了一种以高速路由交换网络与高速点对点数据传输网络为基础的标准化、模块化、可扩展和可重构的软件化通用宽带数字阵列处理架构,并结合某宽带数字阵列雷达系统的实际需要,详细论述了系统的组成、控制信息和海量数据传输的方式、相关功能实现方案和实测验证结果。该系统实现方案可以有效地提高宽带数字阵列雷达系统软硬件协同开发效率,便于新技术快速应用以及雷达系统功能性能的灵活扩展和提升。     

宽带相控阵雷达系统分析

基于雷达信号及其系统流程和对宽带、窄带的划分建议,首先归纳了传统窄带雷达系统的基本特征;然后从理论上详细分析了宽带相控阵雷达系统在天线辐射、目标反射、信号处理等方面不同于经典雷达理论的特征;最后,分析探讨了宽带相控阵雷达不同的信号处理方法及其探测性能。     

宽带相控阵测向技术研究

相控阵天线要实现宽带处理一直是一个难题,带宽宽天线波束指向会发生偏移,由于孔径渡越会引起信号发生畸变。通过对带宽影响的机理分析和无源测向机理的分析,提出了一种宽带有源相控阵测向实现方法。利用该方法可以在一定工程可实现的边界约束条件下完成宽带相控阵测向。     

基于空频解耦的宽带DOA估计算法

宽带波达方向(DOA)估计是宽带阵列信号处理领域的热点问题,当宽带信号的距离分辨率与宽带孔径可比拟时,孔径渡越效应会成为影响宽带波达方向估计精确度的重要因素。基于宽带阵列信号在空域与频域间呈现线性耦合的特点,利用梯形变换进行解耦处理,并对解耦后数据相干积累进行 DOA估计。实验结果表明,通过对宽带孔径渡越效应的消除,宽带 DOA估计精确度显著提高。该算法具有较低的计算复杂度和较高的 DOA估计精确度,是一种有效的宽带 DOA估计算法。     

基于匹配处理的相控阵数字波束形成方法

在大孔径宽扫描角相控阵情况下,利用窄带相控阵不能形成宽带高分辨信号,提出一种基于匹配处理的宽带宽角相控阵数字波束形成方法。该方法采用时域数字处理,将宽带信号经匹配处理后变换到数字域,在窄带条件下进行数字波束形成。理论分析和仿真结果验证了其有效性。与实时延迟线波束形成方法和频域DFT波束形成方法相比,基于匹配处理的相控阵波束形成方法既不需要延时器和移相器,也不需要高速A／D转换器和高速数字信号处理,所需设备量少,易于工程实现。     

基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法

本文提出一种基于均匀圆阵的宽带相干LFM信号定位方法。首先，算法根据LFM信号在分数阶傅里叶域的能量聚焦性，对接收信号做分数阶傅里叶变换，实现宽带信号的窄带化处理；其次，利用圆阵的虚拟轴向平移形成的相位差构造空间平滑矩阵，完成相干信号的解相干处理；最后，对空间平滑矩阵进行奇异值分解得到相邻阵元接收数据的相位差，结合相位差反演参数估计算法得到二维角度参数估计的闭式解。仿真实验验证了算法对宽带相干LFM信号定位的有效性。     

基于分布式压缩感知的宽带欠定信号DOA估计

为解决基于稀疏阵列的宽带欠定信号到达角(DOA)估计问题,该文提出基于分布式压缩感知(DCS)的宽带DOA估计算法。首先,对稀疏阵列宽带信号处理模型进行理论推导与分析,将宽带信号DOA估计建模成DCS问题;其次,利用经典DCS算法实现稀疏阵列上的宽带欠定信号DOA估计;最后,引入网格失配误差,建立包含网格失配参数的DCS模型,并进行迭代求解,实现对DOA和网格失配参数的联合估计。仿真结果表明,该算法能够实现宽带欠定信号DOA估计,较现有成果而言,在保证测向精度的同时,具备分辨率高、运算速度快的优点。     

Study of sampling and phase adjustment beam steering technique

A computerized technique including time sampling and phase adjustment is developed for wideband radar array imaging. Algorithms are given for examination of errors due to time sampling. FFT is introduced to speed up the imaging processing with a periodic array. Simulation results and experimental data are included to show the feasibility of the technique.     

时间取样相位调整的波束控制技术的研究

本文发展了一种用于宽带雷达阵成象的计算机化的时间取样相位调整技术。同时提出了检验时间取样所引起的误差的算法。对于周期阵,还利用FFT来加速成象数据处理。模拟结果和实验数据都表明此技术是可取的。     

宽带数字信号处理及其在电子战中的应用

宽带数字信号处理是电子战研究的主题之一。相对于窄带而言,宽带会导致数字动态、灵敏度、多信号处理等变差。针对这些问题,结合现代先进的电子技术,介绍了宽带数字信号处理中的宽带采集、阵列处理、数字信道化以及数字储频干扰等技术,分析了宽带对这些技术的影响,探讨了宽带数字信号处理技术在电子战中的应用及发展方向,为研究数字信号处理技术的工程师提供有益的参考。     

两种实现宽带信号空间重采样测向算法的比较

空间重采样是一种用于宽带信号的处理方法。由于宽频带的缘故,使得不同频率的信号阵列流行不同,适用于窄带信号的处理方法就不能直接用于宽带信号。为了把不同频率的信号子空间对齐,空间重采样的方法通过将接收到的阵列信号通过变换得到满足要求的虚拟阵列输出,从而达到聚焦的效果,基于聚焦思想的算法保持了其对相干信号的处理能力。可以通过不同的方法来实现空间重采样,论述了空间重采样的基本原理以及两种不同的实现方法,并通过仿真比较了两种算法的测向性能。     

宽带相控阵雷达数字波束形成及干扰置零方法

宽带相控阵波束形成通常使用模拟延时线,但量化误差及硬件的高代价阻碍了它的应用。该文在基于子阵和发射为线性调频信号的前提下,提出一种宽带子阵数字波束形成方法。该方法首先对接收信号拉伸处理和低通滤波,然后在子阵间加权实现宽带子阵数字波束形成。低通滤波后的数字采样和信号处理均可在低的速率下进行,大大降低了运算量且容易实现。此外,宽带干扰的存在会严重影响一维距离像的性能,为了抑制宽带强干扰信号,在上述数字波束形成的基础上,提出了一种宽带干扰置零方法。该方法在强宽带干扰功率的情况下仍可很好地工作。最后,对测距误差和子阵栅瓣的影响进行分析并仿真证实了该方法的有效性。     

TDL结构下改进的SRV宽带抗干扰算法

针对导航信号宽带抗干扰问题，传统的宽带抗干扰技术通常将宽带阵列信号处理成若干个窄带信号，但是宽带抗干扰技术却不能简单的处理为多个窄带抗干扰技术。本文提出了一种基于抽头延迟线（TDL）结构的改进空间响应偏差（SRV）因子的线性约束最小方差（LCMV）算法，此算法在空时联合处理宽带阵列信号的基础上，通过增加SRV约束改善阵列响应的频率不变性，并结合线性约束最小方差的准则，通过Frost梯度算法求取权值，对干扰信号进行抑制。仿真结果表明本文算法能够在干扰方向产生较深的零陷，并保留有用信号，稳健性好，输出信噪比较小，且收敛速度快，与传统的宽带抗干扰算法相比较具有明显的优越性。      

Wideband Beamspace Processing Using Orthogonal Modal Beamformers

We introduce a novel beamspace processing structure that can be used for narrowband or wideband sources located either in nearfield or farfield of a sensor array. Main features of the new structure are: (i) a single parameter is used to steer the processor to any desired radial distance; (ii) a set of fixed frequency invariant orthogonal beamformers are used to transform array data into beamspace; and (iii) consequently, only a single set of beamspace weights are needed to process wideband beamspace data. The utility of the novel structure is illustrated by applications in interference cancellation and direction/range estimation.     

基于子带化的宽带数字波束形成延时补偿新方法

采用宽带信号的相控阵雷达可获得高的距离分辨率,但也面临挑战:宽带数字波束合成和自适应抗干扰。典型的宽带自适应数字波束合成架构中,首先,在基带采用分数延时滤波器实现多通道的延时补偿;然后,将宽带信号分解为许多子带,在每个子带内做传统的窄带自适应数字波束合成;最后,合成为宽带波束输出。该信号处理方法,在宽带条件下,通过宽带延时补偿实现了精确的波束指向,取得了较好的抗干扰性能。文中基于子带化方法,提出了一种新的架构,将延时补偿合并到窄带波束合成中,即用窄带的附加相移,代替了原有的多通道延时补偿单元。结果是该架构中不再需要分数延时滤波器,大大降低了计算量节约硬件资源。同时,仍然保证了宽带阵列雷达波束的精确指向。结合相控阵雷达阵列实例,文中分别采用传统架构及所提出的新架构完成宽带波束合成,给出仿真结果以供对比,证明了新架构的有效性。     

宽带相控阵雷达的波控系统设计

宽带相控阵雷达要求波控系统不仅能完成窄带方式下的移相控制,还应具有宽带方式下的延时控制,实现雷达系统高分辨探测.文中采用了"广播式传输、分布式运算"的波控系统方案,设计了基于数字信号处理器(DSP)的波束控制器,完成波束的实时运算和相位控制,在子阵级和单元级实现了宽带方式下延时控制算法,并在工程上得到了验证.     

小斜视角单输入多输出稀疏线性阵列相参频率分集成像

现代高分辨雷达通过大带宽获得高距离分辨率,通过大孔径获得高方位分辨率。该文根据单输入多输出(SIMO)线性阵列天线的基本原理,借鉴了频率分集相参处理的思路,用两个阵元实现了多阵元所形成的波束,并结合高分辨1维距离像(HRRP)方法,实现了目标的2维成像。进而为了减小频率分集所需的发射阵元工作带宽,该文结合稀疏天线阵元思想,通过设计阵元分布,用较少的频率分集实现了大孔径。仿真验证了所提方法的有效性。     

宽带非均匀阵列测向技术研究

宽带阵列测向系统的测向精度、测向分辨率和测向模糊等性能与阵列结构关系密切。文章首先介绍了宽带非均匀阵列设计方法和阵列测向算法,并给出了一个宽带非均匀阵列的测向仿真结果以及相应的理论分析,在宽带条件下采用非均匀布阵方式可实现信号的高精度测向。     

一种宽带相控阵雷达合成高分辨率波形方法

宽带线性调频信号在宽带相控阵雷达宽角扫描应用时,由于天线孔径渡越时间的影响会出现目标距离像的散焦,一种有效的方法是采用少数几个带宽较窄的线性调频信号合成带宽,以满足系统大瞬时带宽的需要。本文先提出了利用少数几个线性调频信号Stretch处理后的信号合成带宽的原理,并针对目标高速运动情况的合成带宽处理方法进行了分析,提出了联合估计目标速度与子脉冲合成带宽的方法。计算机仿真实验表明本文对少数线性调频信号Stretch处理后回波合成带宽是有效的。