基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向天线系统的设计与实现

从干涉仪测向原理出发,结合干涉仪测向公式进行了测向误差分析。根据测向精度要求,提出了三基线设计及最长基线长度要求;根据最短基线解相位模糊要求,提出了八比幅测向精度要求;设计并实现了一种基于多基线干涉仪和多波束比幅联合测向的天线系统。     

一种稳健的平行基线相关干涉仪测向方法

针对传统平行基线相关干涉仪在实际测向中精度易受系统误差影响的问题,提出了一种稳健的平行基线相关干涉仪测向方法.该方法通过增加平行基线组合数和引入索引扩展,减小系统误差对测向精度的不利影响,并采用实测样本进行相关来弱化互耦、多径效应等因素的影响.仿真结果验证了改进算法能有效提高实际测向系统的测向精度;同时,相对于标准干涉仪具有运算量上的优势,从而更加适合具有实时测向要求的测向系统使用.     

干涉仪基线组合对测向精度的影响

针对干涉仪测向算法,以三种不同基线组合为例,通过理论和仿真分析,说明信号频率、来波方位、相位模糊对测向精度的具体情况。得出长基线数量越多测向模糊越严重,但测向精度越高的结论。为干涉仪测向系统的工程应用提供理论依据。     

数字式多基线相位干涉仪与MUSIC法测向性能分析

基于非均匀线阵的阵列信号模型,数字式多基线相位干涉仪和MUSIC两种测向方法均能实现测向功能。给出了两种测向方法的测向精度的计算公式,明确了测向精度的影响因素,研究并比较了两种测向方法的测向性能。以四元非均匀线阵为例,在输入只有一个信号的环境下进行仿真实验,对比了两种测向方法的测向精度和测向时间,理论分析与仿真结果都表明数字式多基线相位干涉仪具有更高的测向精度和更短的测向时间。     

改进的干涉仪测向方法研究

提出了一种基于长短基线匹配的干涉仪测向方法。该方法根据中国剩余定理,借鉴了长短基线干涉仪测向原理,利用短基线相位差测量解决相位模糊的问题,长基线相位差测量提高测向的精度。对长短基线的匹配选取、测向能力以及抗噪声性能进行了理论分析和仿真。试验结果表明,新方法与其他方法相比,适应能力强、运算量小、精度高,在低信噪比下仍具有良好的估计精度,适于硬件实现。     

基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法研究

相位干涉仪解模糊通常有两种算法：一种是长、短基线结合的逐级解模糊算法,另一种是基于互质数比的基线比值法。逐级解模糊算法要求构造最短基线,且最短基线应保证无模糊;基线比值法没有最短基线的限制,只需要保证基线长度互质。研究了基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法,分析了正确解模糊对相位测量精度的要求,给出了典型干涉仪基线配置方案,最后通过仿真试验进行了验证,为干涉仪工程优化设计提供了理论指导。     

基线引导式快速相关干涉仪测向性能分析及提升方法

基线引导式快速相关干涉仪算法计算复杂度低,能较好解决宽带信道化二维测向处理时的计算复杂度高的问题。为了对该算法的性能进行评估,推导了该算法在任意形式引导基线情况时的方位角与仰角估计的误差方差表达式,并与测向误差的克拉美-罗界(CRB)进行了对比。以均匀圆阵为模型,改进了取向方式,提高了测向准确度,并给出了一种解模糊基线的选择方法。与相关干涉仪算法、伪线性最小二乘算法进行了仿真对比,仿真结果说明选择合理的引导基线与解模糊基线,快速相关干涉仪算法不仅具有计算复杂度低的优势,还能较好的兼顾测向准确度与解模糊稳健性。      

二维干涉仪测向技术研究

首先介绍了相位干涉仪的算法原理,接着对二维干涉仪测向的数学方程进行推导。随后研究了影响二维干涉仪测向算法精度的限制性因素,包括入射角度、短基线和长基线的长度、虚拟基线、信噪比、阵列位置等。着重对解模糊正确概率和均方根误差进行了仿真。在分析各种限制性因素的基础上,文中提供了一个二维干涉仪测向技术的设计实例。针对设计实例的Matlab 仿真结果验证了设计的有效性,其测向均方根误差优于0. 9度。     

基于相位干涉仪的同时信号测向技术

针对传统的相位干涉仪无法进行同时信号测向的问题,提出了一种基于相位干涉仪的同时信号测向方法,在干涉仪测向中引入了数字信道化技术来解决同时信号分辨,同时采用多基线天线结构来提高测向精度。通过理论分析及仿真实验,验证了该方法可实现同时信号测向的能力。     

一维搜索与长短基线相结合的干涉仪设计方法

设计宽带干涉仪测向系统时需要解决系统测向精度和最大无模糊角度之间的矛盾问题,本文通过深入研究,提出了基于一维搜索与长短基线相结合的多基线相位干涉仪设计方法,并进行了仿真分析,结果表明该方法简单有效,易于实现,对宽带干涉仪测向系统工程设计具有一定的参考价值.     

一种改进的干涉仪测向基线设计方法

在原有干涉仪测向基线逐级解模糊规则的基础上,在工作频率、无模糊视角范围及相位差误差等条件下,为达到利用较少的天线阵元数解最长基线模糊的目的,提出了一种改进的干涉仪测向基线配置方法,并结合设计实例与已有基线配置方法进行比较,验证了本文的基线配置方法能达到更高的测向精度。     

基于虚拟基线的干涉仪测向改进方法

复杂电磁环境下对复杂电磁信号进行测向是电子信息侦测的必要手段。并针对传统数字相位干涉仪解模糊和天线布设等技术问题,根据干涉仪测向基本原理,提出了一种基于虚拟基线的相位干涉仪方法,并利用大数判决准则对干涉仪测向估计方法进行了改进,改善和提升了测向性能。通过理论分析与仿真验证了该干涉仪设计与改进方法的有效性、可行的,同时该方法有利于工程实时实现,对实际工程应用有重要的参考意义,尤其是多长基线和多种天线阵形式的干涉仪系统。     

基于线性误差模型的干涉仪系统标校方法

干涉仪系统利用多个天线构成测向基线,通过测量目标相位信息完成入射角度估计,能实现瞬时高精度测向.针对系统误差影响测向性能这一问题,分析了系统误差来源(包括天线安装误差和系统固定相位误差),建立了干涉仪系统误差线性模型,利用线性最小二乘算法对干涉仪系统中的天线相位误差与基线安装误差进行估计.仿真分析验证了该方法的有效性.     

多径效应对信号接收及方向测量的影响

在论述L阵干涉仪和圆阵相关法测向体制误差形成的基础上,基于电磁波传播的多 径效应,建立了地空无线链路四径传输模型,并将单个多径分量用时延相同的多径簇来描述 ,分析了多径分量和多径簇对单个天线接收信号相位和不同天线接收信号互相关系数造成的 影响。仿真结果表明,多径条件下接收信号的波形、频谱和相位谱较直射信号都将发生显 著的变化,多径效应对俯仰角造成的测量误差要大于对方位角造成的测量误差。     

Multiresolution ESPRIT algorithm

Multiresolution ESPRIT is an extension of the ESPRIT direction finding algorithm to antenna arrays with multiple baselines. A short (half wavelength) baseline is necessary to avoid aliasing, and a long baseline is preferred for accuracy. The MR-ESPRIT algorithm allows the combination of both estimates. The ratio of the longest baseline to the shortest one is a measure of the gain in accuracy. Because of various factors, including noise, signal bandwidth, and measurement error, the achievable gain in accuracy is bounded     

舰载两轴稳定系统对测向误差影响的仿真分析

舰载电子侦察机在舰船摇摆中产生动态测向偏差,目标跟踪时影响跟踪效果。稳定平台是用来稳定天线指向的自动调节装置。系统地推导了舰载天线两轴稳定系统对测向误差影响的相关公式,在此基础上仿真出典型海情下方位和俯仰角度误差图形,仿真结果对总体测向指标的确定具有一定的参考意义。     

宽频段干涉仪测向天线设计

根据干涉仪测向原理,详细介绍了宽频段干涉仪测向天线的组阵设计,论述了长短基线匹配干涉仪组阵设计、虚拟基线匹配干涉仪组阵设计以及天线匹配加载设计,实现了宽频段干涉仪测向天线的高精度测向。     

基于时间调制的单通道多基线相位干涉仪测向

基于时间调制理论,提出了一种单通道框架下的多基线相位干涉仪测向方法,其克服了传统相位干涉需要多个射频通道带来的系统复杂度高以及通道幅相不一致性问题.所提方法利用单刀多掷开关周期性接通多基线相位干涉的各天线单元,并从接收信号产生的谐波特征中同时估计多组基线产生的相位差.首先分析传统多基线相位干涉仪测向存在的局限性,然后提出基于时间调制的单通道多基线相位测量方法,最后结合2～8GHz宽带测向需求,设计四基线相位干涉仪并进行仿真.仿真结果显示,在2～8 GHz范围内,测向误差能达到0.1°以内,证明了本文方法的有效性.