信号处理天线及其应用研究

该课题研究数字波束形成技术在雷达中的应用及实现方案、算法和通道校正等关键技术;研究自适应超分辨测向天线阵在电子对抗中的应用及实现方案,以及天线单元和阵的设计;研究自适应天线用于抑制雷达、通信系统中的强干扰和用在直播卫星电视接收系统中抑制弱干扰的实施方案、优化算法、信号处理结构、阵元和阵列设计以及对系统性能限制的因素。信号处理天线及其应用研究@科卞     

CDMA移动通信信号恒模特性的阵列有源校正算法

基于CDMA通信信号的恒模特性,提出了一种CDMA移动通信中的天线阵通道误差的有源在线校正算法。在天线阵列附近,发射扩谱序列正交于用户信号的同频辅助信号,用辅助信号对阵列接收信号解扩,采用恒模算法自适应的调节阵列通道滤波器参数,达到补偿阵列误差的目的。该方法克服了常规自校正算法受多径效应的影响和难以收敛不足。计算机模拟证实了该方法的有效性。     

空间谱估计测向系统工程可行性研究论证报告

主研人员:肖先赐李瑞彬陈天麒万明坚邱文杰本研究对空间谱估计测向理论进行了系统、严谨的论述,重点在工程可行性方面,对多径效应的相干源的测向,宽带信号的测向作了深入的理论分析,提出了便于工程实施、性能良好的多种算法,并在计算机和高速信号处理终端做了大量的验证工作,证实是可行的。对测向系统的组成部分:天线阵列、接收信道、处理终端等的工程实现进行了详细讨论。在正确     

用自适应陣列技术的高分辨率測向(DF)

能够用自适应处理方法大大地改进天线单元阵列的分辨率,虽然目前这种方法还主要应用于声纳,高频(HF)、甚高频(VHF)系统,但是这种方法具有普遍性,而且正在微波频率加以应用。本文按照自适应阵列的运行情况,描述了这些超分辨率技术中的两种基本原理,给出了在甚高频的测向模拟结果。特别是给出了多径效应和在环境采样非常短时完成测向的能力。     

阵列测向系统中模型误差的校正方法

在阵列测向问题中，模型误差是新型体制实用化的主要障碍之一。模型误差的校正可分为已知校正源校正和自校正两种类型。本文在现有的理论基础上，提出了几种具有实用价值的方法，并讨论了这些方法在实际系统的应用，给出了系统实验结果。     

大天线阵列成像雷达系统及实验研究

生研人员：杨万麟王正常窦衡熊红王忠仁刘劲刘晓峰冯健等该课题采用大天线陈列成像雷达（又称无线电摄像机原理,运用自适应波束形成（ABF）和宽带技术,完成了大阵列成像雷达的实验系统及体制的实验。大天线阵列成像雷达系统发展了自适应数字相位校正技术,更有效地消除了由系统及复杂环境引起的各通道随机相位差异与慢变化的影响,具有更大视角范围的成像能力。系统具有对高速运动的多目标成橡测量的能力;通过少D场实验获得了飞行中的民航客机高质量的二维雷达图像,有效地实现了复杂目标和多目标情况下的自聚焦和成像。该系统达到了1m…     

端射天线阵列的耦合估计研究

针对阵列天线实现宽角端射扫描问题,提出基于综合测试方法的耦合系数估计理论,实现阵元间耦合校正,并使相控阵实现接近端射(θ=90°)的辐射效果。由于阵列中的强互耦效应导致阵元方向图发生畸变,阵列整体的扫描性能降低,相控阵无法达到端射扫描的角度。使用基于综合测试方法的耦合系数估计理论进行分析,可以通过场的分布关系获得阵元间的耦合系数。仿真结果表明:通过使用耦合系数估计的方法,阵元方向图得到良好校正,相控阵不仅能够达到端射(θ=90°)扫描角度,而且在扫描过程中相控阵副瓣电平比同类型相控阵要降低至少8 dB。     

存在干扰信号时对低截获概率信号的测向

实际应用中需要提取低截获概率信号的方位信息，而低截获概率信号往往淹没在干扰信号中。文中应用谱相关理论对淹没在干扰信号中的低截获概率信号进行测向，模拟结果表明，将谱相关应用到阵列测向后，能比ＭＵＳＩＣ方法更好地完成对低截获概率信号的测向。     

通道失配无源校正算法的收敛性分析

通道失配是空间谱估计测向体制必须解决的问题。已经提出了两大类校正措施。分析了其中的无源校正算法的收敛性问题,提出了它在Φ域收敛的定理和充要条件定理,并给出了证明。无源校正算法在很多场合下更为可行,并在一般情况下也是可靠的。     

大天线阵列成像雷达系统及试验研究

主研人员　杨万麟　王正常　窦　衡　熊　红　王忠仁　刘　劲　刘晓峰　冯　健等采用大天线阵列成像雷达（又称无线电摄像机）原理,应用自适应波束形成（ＡＢＦ）和宽带技术,在我国首次完成了大阵列成像雷达的试验系统及体制试验。该系统研制技术难度大,涉及面宽,在研制过程中发展了自适应数字相位校正技术,更有效地消除系统及复杂环境引起的各通道随机相位差异与慢性变化影响,具有了更大视角范围的成像能力;系统具有对高速运动的多目标成像测量的能力;通过外场试验获得了飞行中的民航客机高质量的二维雷达图像,有效实现了复杂目标…     

阵列单元取向对DOA估计的影响

针对以往DOA估计算法中智能天线系统的阵列单元模型多采用全向振子的情况,分析了当天线单元存在方向性时对MUSIC算法估计信号到达角的影响,并在进行阵元互耦校正后,讨论了影响MUSIC算法分辨率的一些因素,通过计算机仿真结果的比较表明单元取向、阵列方向性、信噪比对到达角分辨率有较大的影响。     

一种新的波达估计方法

分析了目前常用的波达角估计算法,研究了等距线阵和圆阵的特点,指出其存在关于横轴镜像对称信号源的空间模糊性,利用等距T型阵克服了这一困难。提出了一种新的基于训练序列波角达估计新算法,新算法基于如下假设:各个信号源的训练序列互相正交,并且各个信号源都是幅度为1的恒模信号。该文给出了新算法的数学推导过程,得到一个简单的波达角估计公式。应用Matlab对新算法进行了仿真,仿真结果表明新算法能够快速、精确地估计波达方向。     

一种分布式信号源的参数估计算法

在信号源具有分布特性时,使用点源模型进行参数估计会产生较大误差,而广义的高分辨率算法又带有较大的运算复杂度,难以满足实时性很高的要求,且都需要预先知道角度分布的具体函数。该文提出了基于天线阵列的特殊结构,采用阵列之间互相关算法对相干分布式信号源的各项参数进行估计,极大地减小了运算量,同时分析了信号源到达方向的模糊性问题。仿真结果证明该方法对相干式分布源参数估计的有效性。     

DS-UWB信号DOA的估计方法

到达角估计是直接序列超宽带系统的关键技术之一。传统的到达角估计方法都基于窄带信号,不能直接应用在该系统。针对该问题,提出了一种基于四阶累积量的到达角估计方法。该方法建立在直接序列超宽带系统阵列信号的频域模型。仿真结果表明该算法有效易行,能准确估计直接序列超宽带信号的到达角。     

二维相干信号波达方向判断空间平滑算法

波达方向估计是智能天线的重要功能之一,对于相干信号角度模糊问题通常严重影响了方向判断的精准度.文中根据一维空间平滑基本理论和算法,对二维六边形阵列相干信号MUSIC算法波达方向估计问题进行了理论分析和仿真实验,提出了平面六边形阵列到十字形阵列的变换方法,成功地把一维平滑技术应用到平面六边形阵列,仿真表明,这种变换可以有效地消除相干信号的角度模糊问题.     

麦克风阵列二维方向估计聚焦算法研究

聚焦算法是解决宽带信号方向(DOA)估计问题的重要算法。常规的宽带聚焦算法需要进行预估计和多次迭代,算法的计算复杂度较高。该文根据宽带聚焦算法的思想,结合语音信号的特点,以各频率点的频域相关矩阵和聚焦点的相关矩阵的均方误差最小为最优化准则,提出了一种不需要预估计和迭代的二维宽带聚焦算法。该算法实时性好、计算复杂度低。采用八元均匀圆环麦克风阵列,仿真验证了该算法的良好二维DOA估计性能。     

频率捷变信号的频率／方向联合估计

提出一种利用并行阵列数据联合估计频率捷变信号（ＦＡＳ）的频率和ＤＯＡ算法。这种算法能同时估计频率和ＤＯＡ，并自动地将它们配对，从而识别不同的ＦＡＳ。计算机模拟结果表明这种算法是有效的。     

相干分布式目标一维波达方向搜索迭代估计方法

在信号源角分布函数具体的数学形式未知的情况下,基于角分布函数共轭对称性约束条件,提出了一种相干分布式目标一维波达方向搜索迭代估计方法,该方法不用多维参数搜索,并适用于角信号分布函数形式不同的分布式目标同时存在的情况。     

基于盲信号分离的分布式目标DOA估计方法

在分布函数未知或数学形式不同的分布式目标同时存在的情况下,研究了一种基于盲信号分离的相干分布式目标一维搜索ＤＯＡ估计方法。仿真实验结果表明,这种分布式目标ＤＯＡ估计方法具有分布参数门限现象,ＤＯＡ估计性能对其他信号源的分布参数不敏感。     

数字阵列雷达方位超分辨角度估计的仿真

基于幅度比较单脉冲方法的测角局限性,采用先进的阵列超分辨测向技术MUSIC算法,对处于同一距离门和频率门的2个目标,在纯噪声背景和杂波背景下进行了波达方向(DOA)估计,对不同的信噪比和目标进入角度,仿真了目标的分辨情况并计算了DOA角度估计的精度,证明了机载雷达方位超分辨角度估计可以较好地实现落入清晰区或者副瓣杂波区目标的角度分辨与精度估计,但是对目标的信噪比和进入角度有一定的要求.