十字形二维稀疏混合MIMO相控阵雷达收发阵列设计

针对二维混合多输入多输出(MIMO)相控阵雷达发射子阵分割带来的自由度损失进而影响雷达系统参数估计性能的问题,提出一种基于十字阵的二维稀疏混合MIMO相控阵雷达收发阵列设计方法.首先,结合稀疏阵列-共轭嵌套阵对混合MIMO相控阵雷达的收发端进行稀疏设计;其次,对混合MIMO相控阵雷达产生的合阵进行做差处理,得到阵元位置差的差异阵列;最后,通过空间平滑处理进行波达方向估计.仿真实验表明,相较于传统的二维混合MIMO相控阵雷达,所提出方法仅利用两个互相垂直的一维线阵便可形成阵列的二维平面扩展,同时,在不增加阵元个数的前提下可有效扩展雷达阵列虚拟阵元数目,提高阵列的自由度以及波达方向估计性能.     

阵列天线方向图仿真系统设计与研究

针对阵列天线的布阵问题,设计了一种阵列天线仿真系统,实现了阵列天线设计的可视化操作.通过设置阵元数、波长、阵元间距等天线相关参数,系统能够实现直线、平面、圆形和圆柱四类阵列天线的仿真分析.针对四类阵列天线稀疏布阵问题,系统采用遗传算法,对稀疏阵列天线的方向图特性进行研究.通过系统的仿真,用户可以直观地观察阵列天线方向图...     

机载MIMO STAP收发天线联合设计研究

针对机载多输入多输出雷达进行动目标检测时,天线稀疏出现栅瓣导致盲速、天线密布导致冗余及布阵需考虑平台尺寸等问题,对天线结构进行研究.首先基于相位中心等效原理,讨论一定收发阵元数目下如何实现最大自由度和最大孔径;然后根据机载平台结构,设计更合理的收发天线布阵结构;最后结合多相编码进行空时自适应处理,实现动目标检测和杂波抑制.仿真实验表明,与其他天线结构相比,本文方法可获得更好的动目标检测性能.     

基于遗传算法的MIMO发射接收阵列联合优化研究

为了对MIMO发射接收阵列进行联合波束优化,提出了一种采用遗传算法对MIMO收发阵列联合优化的方法.分析了MIMO发射接收阵列联合优化的必要性,建立了MIMO稀疏阵列信号模型,给出了MIMO稀疏阵虚拟收发波束形成的方法.提出了基于遗传算法的MIMO阵列优化方法,包括适应度函数设计、编码以及交叉变异方法等,优化目的为保持主瓣宽度不变的情况下,尽可能抑制旁瓣水平.仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于最小冗余线阵的阵列扩展方法

针对均匀传感器线阵应用被动合成孔径技术进行扩展阵列中存在阵元数较多利用率较低,且噪声累积误差问题,提出了一种基于最小冗余线阵的阵列扩展方法.该算法将四阶累积量方法和被动合成孔径技术相结合,能够采用较少的阵元获得较大的阵列有效孔径.先用四阶累积量方法对最小冗余阵作匀速直线运动采集的连续测量量作预处理,获得虚拟均匀线阵效果...     

大型直线稀疏阵列的迭代FFT算法优化

提出了一种基于迭代FFT算法的大型直线稀疏阵列(可放置阵元的栅格数为1 000)的旁瓣电平优化方法,并给出了详细的优化步骤。在给定的旁瓣约束条件下,利用阵列因子与阵元激励之间存在的傅里叶变换关系,对不同的初始随机阵元激励分别进行迭代循环来降低稀疏阵列的旁瓣电平。在迭代过程中,根据稀疏率将阵元激励按幅度大小置1置0来完成阵列稀疏。仿真实验证明了该方法的高效性和稳健性。     

宽阵元间距高分辨率MIMO雷达阵列设计与实现

针对多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达传统阵列设计方法中方位分辨率受限于阵元数目,阵元之间耦合作用明显的问题,提出了一种基于宽阵元间距的高分辨率阵列设计方法.使用了平板定向天线作为阵列的基本收发单元,提高了阵列中阵元之间的隔离度,同时采用了宽阵元间距的等效阵列设计方法,扩展了阵列孔径长度,从而进一步提高了方位分辨率,最后用仿真分析结果验证了该方法的有效性.     

基于改进风驱动优化算法的稀疏阵列旁瓣抑制方法

针对阵列稀疏通常会引起波束方向图旁瓣电平抬高的问题,本文提出了一种基于改进风驱动优化算法和凸优化的稀疏阵列旁瓣抑制方法。该方法首先针对传统的风驱动优化（Wind driven optimization, WDO）算法缺少普遍适用的参数设置方案,提出了一种结合高斯分布的改进风驱动优化算法。将半圆阵方向图的峰值旁瓣电平作为目标函数,采用改进的WDO算法作为全局优化算法来优化阵元位置,同时采用凸优化算法作为局部优化算法来高效求解有效阵元的最优加权系数,确保了阵元位置和权值的理想匹配。仿真结果表明,在稀疏 阵列阵元数一定的情况下,算法可有效降低旁瓣水平,具有更好的全局寻优能力和更快的收敛速度,为稀疏阵列的旁瓣抑制提供了有效的优化设计方法。     

最小冗余MIMO雷达阵列设计

阵列天线的优化设计对降低系统成本、提高系统性能起着关键的作用。最小冗余阵因其能用较少的物理阵元形成较大的阵列孔径而备受关注,但是其阵元位置往往只能通过穷举法搜索得到,而穷举法的运算复杂度很高,因此不利于实际应用。针对这一不足,根据组合设计理论中的循环差集的基本原理,提出了一种基于循环差集的最小冗余MIMO雷达阵列设计算法。该算法利用最少的物理阵元能够得到更大的阵列孔径,并且能解析地求出发射阵元和接收阵元的位置,适用于任意大阵元数情形的阵列优化。仿真结果表明,该算法是一种有效的最小冗余MIMO雷达阵列优化算法。     

基于移位内插互质阵列高分辨DOA估计

针对互质阵列现有算法中可估计信源数少,自由度仍低的问题.提出一种新的虚拟域波达方向(DOA)估计算法.首先,对一般互质阵列改进形成移位互质阵列,通过差集数组形成虚拟阵列,增加了阵元个数,提高了阵列自由度;其次,通过虚拟阵元内插对虚拟域中缺失孔洞进行填充,形成连续虚拟阵列;最后,通过最小化原子范数的设计和内插虚拟阵列协方...     

基于声矢量阵小样本数据的DOA估计研究

根据水下目标在其到达方位(DOA)搜索空间的稀疏性,采用稀疏分解理论实现了小样本、低信噪比条件下的声矢量阵DOA估计。通过分析,构造出基于声矢量阵阵列流型形式的过完备原子库,并采用正交匹配追踪算法得到目标的DOA估计。通过仿真,基于稀疏分解的声矢量阵DOA估计算法对单快拍数据进行处理,即可得到比较准确的DOA估计结果。对湖试数据进行了处理,验证了算法的有效性和优越性。     

基于TDOA定位机制的无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有到达时间差(TDOA)定位机制的基于数字信号处理器(DSP)的无线传感器网络节点。它包括TMS320F2812DSP,512 kB的SRAM,2.4 GHz波段的无线收发模块、音频信号收发模块及电源管理模块等。节点通过测量RF同步信号与音频信号的TDOA来测量节点间的间隔距离,并采用互相关时延估计算法来实现节点定位。实验数据表明:该节点最远测距距离超过25m,角度误差小于3.7%。     

基于迭代加权L1范数的稀疏阵列综合

针对阵列天线在相控阵雷达、卫星通信以及MIMO雷达系统等实际应用中重量、尺寸和成本受限的问题,提出了一种基于迭代加权[L1]范数的稀疏阵列综合方法。通过对稀疏阵列综合理论的分析,提出使用加权[L1]范数代替[L0]范数,避免了NP问题的求解;通过复数求导结合启发式近似方法对阵列激励进行优化选择,即可得到一个其辐射波形逼近给定的期望值的稀疏阵列。仿真结果表明,与现有的稀疏阵列综合方法相比,该方法可以在满足辐射特性的前提下得到阵元数目更少同时孔径更短的阵列。     

基于声表面波技术的导弹健康管理系统研究

针对现有导弹诊断健康管理系统仅适用于电子分系统（部件）的局限性，提出一套面向弹上电子类设备和弹体结构材料的整弹健康管理系统。重点进行了基于稀疏阵列的导弹壳体材料声表面波健康监测方法研究。根据阵列的几何位置及超声信号的渡越时间进行超声成像，实现弹体材料中损伤的定位检测。同时，通过实验研究了弹体材料中声表面波的各向异性传播特性，对成像方法中的波速进行了修正。在此基础上，将该方法应用于典型弹体试件的（硅纤维复合板）健康监测实验中。结果表明，基于稀疏阵列的声表面波技术可以实现弹体试件中损伤成像及定位检测。研究工作为导弹整弹健康管理提供了一种可行的方案。     

Sparse synthetic aperture radar imaging with optimized azimuthal aperture

To counter the problem of acquiring and processing huge amounts of data for synthetic aperture radar(SAR)using traditional sampling techniques,a method for sparse SAR imaging with an optimized azimuthal aperture is presented.The equivalence of an azimuthal match filter and synthetic array beamforming is shown so that optimization of the azimuthal sparse aperture can be converted to optimization of synthetic array beamforming.The azimuthal sparse aperture,which is composed of a middle aperture and symmetrical bilateral apertures,can be obtained by optimization algorithms(density weighting and simulated annealing algorithms,respectively).Furthermore,sparse imaging of spectrum analysis SAR based on the optimized sparse aperture is achieved by padding zeros at null samplings and using a non-uniform Taylor window.Compared with traditional sampling,this method has the advantages of reducing the amount of sampling and alleviating the computational burden with acceptable image quality.Unlike periodic sparse sampling,the proposed method exhibits no image ghosts.The results obtained from airborne measurements demonstrate the effectiveness and superiority of the proposed method.     

近地炸点声定位算法研究

针对四元十字阵被动声定位算法存在定位精度受目标方位角影响的问题,提出基于时间差技术的五元十字阵算法;研究了五元十字阵阵元间的几何关系与参数的计算,利用球面坐标法及最小二乘法推导了目标定位计算式,进行了系统误差分析;实验结果表明,该算法提高了炸点的测距与测向精度,改善了目标方位角对弹丸炸点的定位精度的影响;与四元十字阵算法相比,五元十字阵算法在距离、方位角和俯仰角的误差分别是1.33m、0.0003°和0.44°。     

基于线性阵列的欠定盲源分离几何分析

采用线性阵列对欠定盲源分离问题进行建模,研究源信号的空间分布对欠定盲源分离的影响.利用二步法和稀疏分量分析解决欠定盲源分离问题,其中,混合矩阵的估计主要利用稀疏源信号的线性混合信号沿混合矩阵列向量方向线性聚类的特性.理论分析和仿真实验结果表明,当源信号在空间处于某些特定区域时,若采用线性聚类方法,混合矩阵是不可估计的,...     

基于社会标注系统的Web用户聚类算法

针对Web用户聚类时, 社会标注系统中用户访问资源数据稀疏从而导致传统聚类算法效率不高的问题, 提出了一种三向迭代聚类算法, 对用户、标签和资源分别聚类, 利用三者之间的关联关系不断相互交叉迭代调整, 直到各聚类簇达到稳定为止。实验表明, 该方法调整后类的内聚性更强, 区分度更大, 能有效解决数据稀疏性问题, 提高用户聚类效果。     

组合阵栅瓣抑制方法研究

随着水声探测频带延伸至低频/甚低频段,目前大孔径拖线阵声纳需要处理超过10倍频程的宽带信号.稀疏阵列虽能以较小系统工程代价获得足够窄的波束扫描宽度,但会产生严重的栅瓣效应,使弱目标检测变得困难.为了抑制强十扰的栅瓣效应对弱目标检测的影响,本文将MVDR方法应用于宽带组合阵处理,有效抑制了栅瓣模糊,扩展了处理频带.理论分析表明组合阵MVDR方法与CBF相比,具有显著的栅瓣抑制能力,通过仿真分析和海试数据分析验证了该方法的有效性.