毫米波共形相控阵雷达导引头波束形成

针对毫米波圆锥台共形相控阵天线阵列低副瓣波束形成,提出了基于最优非均匀子阵划分及最优子阵激励的低副瓣波束形成方法.该方法利用多目标进化算法,先通过对整个扫描波束空间进行空间采样并形成空间采样点的天线辐射方向图,然后引入两个多目标函数对这些空间采样点的天线辐射方向图进行低副瓣约束,可获得指定扫描空间内任意角度的低副瓣波束形成.通过多目标进化算法优化子阵结构及其激励能够有效抑制辐射方向图副瓣电平.仿真实验证明该方法有效.     

制导武器共形天线阵列的配置方式

针对制导武器共形相控阵天线阵列形成特定波束指向的方向图特性问题,讨论了几种共形天线阵列的配置方式。首先建立棱锥阵列和圆锥阵列的几何模型,再分别就棱锥阵列和圆锥阵列讨论天线单元的不同配置方式,并建立各自的天线方向图函数和方向性增益函数。通过比较各种阵列配置方式下的天线方向图副瓣特性及共形天线阵列的方向性增益,综合选取副瓣最小和方向性增益最高的制导武器共形天线阵列的最优配置方式。仿真结果表明,在同等参数配置条件下的圆极化圆锥矩形栅格阵列可以作为制导武器共形天线阵列的最优配置方式。     

基于多任务学习方向图可重构稀疏阵列天线设计

方向图可重构天线能够根据实际需要实时改变阵列天线的方向图,稀疏天线阵在满足方向图要求的前提下可以有效降低天线设计的复杂度。提出了一种基于多任务学习的方向图可重构稀疏阵列天线设计方法。将稀疏阵列优化设计及其方向图综合问题转换成为稀疏矩阵的线性回归问题,利用多任务学习能同时对多个相关任务优化学习的特性,建立了多个方向图联合赋形的多任务学习模型。通过迭代收缩阈值的方法,对多任务学习问题进行优化求解,使得阵列天线能够使用更少的阵元实现多个方向图的重构。仿真结果表明,该方法可以生成相同阵列结构的稀布天线阵,并通过动态改变其权值向量,实现多个方向图的精确赋形。     

复合加权阵列天线的研究

本文提出了复合加权阵列的概念,引入了具有普遍意义的随机阵列的广义权因子,导出了计算复合加权阵列天线的单元数目、场强方向图、功率方向图、加权效率等性能参数统计特性的普遍公式。国内外现有文献所讨论的密度渐稀阵列和相位加权阵列均可归结为本文所提出的复合加权阵列的特例。应用复合加权阵列天线将会带来降低有效成本、提高性能及增加系统灵活性等好处,具有广阔的发展前景。     

基于遗传算法的相控阵随机馈相方案的优化

针对相控阵天线随机馈相方案的优化问题,提出了一种基于遗传算法的随机馈相方案优化方法,文中以一个泰勒幅度加权的线阵为例对随机馈相的数学模型进行了分析,并在此基础上,对提出的遗传优化算法进行了计算机仿真实验。仿真分析表明,优化后的天线方向图峰值副瓣电平得到了明显降低,算法具有良好的收敛性能。采用该算法对随机馈相方案进行优化设计,可以有效提高设计的效率和质量,因此值得在实际应用中加以推广。     

运用GA和FFT确定稀疏阵列的激励幅度

针对天线单元沿阵列中心非对称分布的稀疏直线阵列(单元从间距为半波长的规则栅格中稀疏),讨论了以激励幅度分布为决策变量,以最大相对旁瓣电平为优化目标的遗传算法(genetic algorithm,GA),运用个体的真值编码及其中间重组的交叉方法改进了遗传算法的收敛性能。由于阵元间距是栅格的整数倍,因此GA中凭借离散傅里叶变换,使适应度函数的计算可利用高效的FFT算法。仿真中对一个154阵元、孔径约100倍波长的非对称稀疏线阵的激励幅度进行优化,使其副瓣电平下降了1.36dB。两个仿真实例证实了算法的有效性。     

基于FFT的大型平面阵列方向图的综合方法

针对大型平面二维阵列,提出了一种快速的综合方法。首先根据单元激励初值,应用二维离散傅里叶逆变换(invert fast Fourier transform, IFFT)得出阵列方向图,然后与期望方向图比较,得出新的方向图,再应用二维快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)反算出新的单元激励。如此反复,直到方向图满足设计要求。该算法直接对大型平面二维阵列进行优化而不是针对一维线阵或小型阵列,而且天线单元数大于5 000。最后两个6 400（80×80）单元阵列的仿真结果表明该方法实用、高效。     

稀疏阵列方向调制信号综合算法

方向调制技术是近年来物理层安全通信领域研究的热点之一。现有的研究都是采用均匀相控阵根据应用场景性能要求的不同来研究方向调制信号的综合算法,不同场景性能要求下综合算法不具有通用性。针对这一问题提出了一种基于稀疏阵列的方向调制信号综合算法,算法中首先利用前向后向矩阵束方法求解稀疏阵列的阵元位置,然后针对方向调制信号应用场景性能要求建立相应的优化问题,通过优化问题中的目标函数和约束条件将不同的性能要求统一到一个优化问题中求解稀疏阵元对应的激励。仿真结果表明所提的基于稀疏阵列的方向调制信号综合算法相比于均匀阵列的方向调制信号综合算法能够更好地适应不同场景性能要求下方向调制信号发射机的设计。     

数论网格法在极大似然估计中的应用

复杂似然函数的多峰性使得极大似然估计的求解存在很大困难。针对这一问题,提出了求解极大似然估计问题的数论网格法。讨论了数论网格法的特点,理论分析了其算法精度,给出了基于数论网格的序贯优化算法的计算步骤,研究了初始搜索区域和算法初始参数的确定方法。最后,以两参数威布尔分布参数极大似然估计为例,给出了极大似然估计的计算过程,比较了序贯优化算法和对分法的估计结果,说明了序贯优化算法的有效性和计算效率。     

INSAR干涉图的滤波方法

介绍了INSAR干涉图的多视滤波、矢量滤波等现有的空间域滤波方法，提出了频谱加权的频率域滤波方法．该方法需要将干涉图中的干涉相位映射为单位矢量，并进行FFT变换，得到其频谱，然后采用幂函数、正弦函数或者指数函数等对频谱进行加权处理，从而抑制噪声的频率成分，最后再将加权处理后的频谱变换到空间域，计算干涉相位，得到原始干涉图的滤波结果．采用不同数据源获取的干涉图进行了矢量滤波和频谱加权滤波实验。结果表明：矢量滤波的相位保持能力较好，但是对于较差质量处和条纹密集处的干涉图滤波效果较差；频谱加权滤波属于频率域非线性滤波，它的相位保持能力较差，但是它属于全局滤波方法，能够使条纹质量较差的局部区域恢复出清晰的干涉条纹，甚至可以使没有条纹的局部区域出现清晰条纹。在滤波时要根据干涉图的实际情况和滤波精度要求选择合适的滤波器。     

动态超表面天线阵列混合发射波束成形

动态超表面天线(dynamic metasurface antenna, DMA)阵列是一种可实现模拟-数字混合波束成形的新型阵列结构, 其模拟波束成形部分由DMA实现, 系统实现的复杂度低。本文研究基于DMA阵列的混合发射波束成形, 核心问题是模拟与数字发射权值的联合优化。该文基于交替优化思想将模拟-数字权值联合优化问题分解为多个子问题, 提出一种基于交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)的求解方法。该方法首先引入辅助变量简化问题模型, 然后通过交替优化求解辅助变量、数字权值和模拟权值。其中, 辅助变量求解具有闭式表达式, 数字权值与模拟权值解耦合后利用ADMM分别求解。仿真结果表明, DMA阵列与典型的唯相混合阵列和恒模约束下的唯相阵列相比, 具有更好的混合发射波束成形性能。     

基于二次编码的MIMO雷达阵列稀布与天线综合

研究MIMO雷达在阵元数有限、阵列孔径有限、水平维和垂直维分别存在最小阵元间距等约束条件下的天线方向图综合问题。MIMO雷达采用稀布天线,为了降低旁瓣电平,天线综合过程中同时考虑发射方向图和接收方向图的影响,将阵元间距的稀疏约束从规则栅格扩展为仅有两维坐标的约束,提出采用二次编码的改进遗传算法,有效地解决了MIMO雷达天线方向图综合中低旁瓣电平设计问题。结合某工程要求给出了某MIMO雷达天线阵优化结果。仿真结果证实了方法的有效性。     

分布式计算在天线阵方向图综合中的应用

采用矩量法(MoM)分析天线阵列的辐射方向图,并使用遗传算法对天线阵列的方向图进行综合。由于遗传算法具有内在并行性,利用MATLAB分布式计算服务器和并行计算工具箱进行分布式并行程序设计,实现了主从式并行遗传算法,形成了天线阵方向图仿真综合软件,加快了天线阵列方向图的综合速度,得到了令人满意的结果。与传统串行算法相比,基于分布式计算的主从式并行遗传算法具有收敛速度快、仿真效率高的特点。     

分布式相参雷达基线选择与标定误差分析

分布式孔径相参合成雷达一个显著的特点是能够对目标进行收发全相参合成探测,实现能量的最大化利用。要实现对目标的相参探测,单元雷达布站需遵循一定的基线选择准则,分别从回波相关、信号相参、目标分辨和阵面遮挡4个方面给出了雷达基线的选择准则;在此基础上,通过理伦分析和仿真验证得出基线标定误差不会对联合阵列波束指向产生影响,即基线标定误差不会引入角度指向误差;最后分析了阵面指向误差对联合阵列天线方向图和联合天线增益的影响,由于引入了相位差,使得联合阵列天线方向图副瓣电平随着阵面指向误差的增大而逐渐抬升,同时,造成联合天线增益出现损失。     

塔克张量域正则极化ESPRIT

针对极化敏感阵列信号波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计问题,提出了一种基于塔克张量域序贯截断高阶奇异值分解的正则极化旋转不变参数估计(Tucker tensor based regularized polarimetric estimation of signal parameters via rotational invariance technique, trpESPRIT)方法。首先对阵列接收信号进行塔克张量建模,之后通过序贯截断高阶奇异值分解获得塔克张量域信号子空间,最后利用多旋转不变子空间幅相关系获得信号DOA估计。相比于传统矩阵建模方法,塔克张量建模更便于组织多维数据结构,实现高维的数据匹配操作,而序贯截断高阶奇异值分解则可以获得更高的信号子空间估计精度以及后续的DOA估计。仿真结果表明,trpESPRIT方法较之常规矩阵方法和矢量方法可以更好地抑制噪声,具有更高的信号DOA估计精度,在低信噪比和低快拍条件下仍然具有良好的分辨能力。     

虚位技术对相控阵导引头探测性能的影响

为了研究相控阵导引头采用虚位技术后对导弹探测制导性能的影响,根据天线单元置相原理,分析了虚位条件下各天线单元的移相规律及波束指向误差产生的原因,建立了天线波束空间传播模型,根据向量空间关系推导了天线方向图数学模型,建立了子阵扫描条件下的子阵方向图表达式及综合因子方向图表达式,分析并说明了存在初始天线波束角情况下子阵扫描对量化副瓣的影响。仿真结果表明,虚位技术会带来波束指向误差,由于子阵扫描,子阵的零点位置与综合因子栅瓣位置基本重合,不会带来过大的量化副瓣电平。     

计数型序贯网图检验的算法实现

在深入分析序贯网图检验方法的基础上,通过构造马氏链模型,给出其实际风险的计算方法,给出了序贯网图检验方案的制定方法.结果表明序贯网图检验比国际标准IEC1123有明显改进.     

基于方向图拟合与稳健波束形成的相关测向

为了弥补阵列天线导向矢量失配和相位测量噪声对测向性能的影响,提出基于方向图拟合与稳健Capon波束形成技术（robust Capon beamforming,RCB）的双向迭代矢量相关测向方法。利用方向图与信号能量空间分布的相似性,对目标信号来波方向进行聚焦搜索;区别于传统相关干涉仪测向方法,在聚焦区间内将基于RCB的导向矢量迭代估计与相关干涉测向方法融合,在保证测向精度的前提下对目标信号方向进行双向迭代测量。仿真结果表明,该方法能够弥补阵列流型失配和相位噪声的影响,准确测量来波信号方向。     

飞行载体上低副瓣共形天线阵的综合

本文给出了在考虑飞行载体对天线阵性能影响的情况下,低副瓣共形天线阵的综合方法,并针对给定的载体形式,对某一共形阵进行了综合。结果表明,载体的影响可以通过适当的激励加以补偿,使天线在实际工作环境中具有良好的性能。     

毫米波FPA成像系统馈源天线研究

毫米波焦平面阵列（focal plane array,FPA）成像系统中,馈源天线的排列密度是决定系统空间采样率的主要因素。提出了一种新型结构的介质棒天线,相对于其他馈源天线,它具有宽频带、低副瓣、低互耦和低交叉极化,通过改变长度而不是横截面来改变天线增益等优点,易于排成紧密的馈源阵列,以更低的溢出损耗实现对透镜或反射面天线的有效照射。通过详细的理论分析、仿真和优化设计,研制了介质棒天线及其阵列并将其应用于毫米波FPA成像系统中。该系统可用于探测人体隐匿物品,成像效果较好。