一种环形结构的耦合振荡器阵列及其在有源天线阵中的应用

基于耦合振荡器阵列的有源相控阵天线由于不采用移相器,利于集成,因而是相控阵天线实现低成本和小型化的有效途径之一.提出了一种环形结构的二维耦合振荡器阵列,这种阵列的阵元按照环形排列,阵元之间的耦合通过径向的耦合网络实现.推导了环形结构耦合振荡器阵列的平面相位分布控制方法,只需要控制边界阵元即可实现阵列的平面相位分布控制.同时,对基于环形结构耦合振荡器阵列的有源天线阵的相位控制误差和波束扫描范围进行了分析,理论和仿真结果表明,阵列的相位控制误差具有积累特性.当阵元径向间距为半波长时,可以实现偏离阵面法线30度范围内的波束扫描.     

一类互注入锁相耦合振荡器阵列的局部稳定性分析及其应用

提出了一类任意拓扑结构的互注入锁相耦合振荡器阵列的数学描述方法,分析了阵列在同步解附近的稳定性,得到了阵列的同步和稳定条件。利用推导得到的阵列相位分布控制方法和稳定性条件,实现了矩形结构阵列的不对称副瓣波束以及菱形结构阵列的平面相位分布,并给出了仿真结果。     

用于波束扫描的二维圆形耦合振荡器阵列

提出了基于相邻耦合的圆形耦合压控振荡器相位阵列。从阵列独立单元的非线性动力学方程出发,建立了该相位阵的连续相位数学模型,分析了阵列相位分布函数,对称地调节圆域边界振荡器的自由谐振频率时,阵列的稳定工作频率不变,相位在阵列中实现了线性分布,加上辐射单元后该圆形阵列可用于空间波束扫描。     

一种耦合振荡器阵列有源耦合网络设计

推导了耦合网络耦合带宽和品质因数的计算方法,分析了无源耦合网络的缺点,提出了一种新的有源耦合网络设计方案。同时,利用放大器的输出饱和状态,改善了阵列的幅度和相位特性,即使存在幅度分布不均匀的影响时,仍可以通过调整阵列两端的振荡器的自由振荡频率,使得阵列相位分布具有较好的线性梯度。理论分析和仿真结果表明,有源耦合网络利于工程上实现较宽的耦合带宽。     

耦合锁相环阵列相位模型

耦合锁相环(CPLLA)阵列被提出可用于实现新型的相位阵。对耦合PLL阵列的相位非线性微分方程组进行了研究,分析了其稳态解。为了深入研究阵列的动力学行为,提出了一种简化的阵列相位连续模型并通过傅立叶级数法求得了解。通过对该模型研究表明通过调节阵列边界振荡器单元自由谐振频率,可在振荡器之间形成线性的相位分布和多波束的形成,实现无移相器的波束扫描。文中还给出了两单元耦合锁相环阵的实验电路。     

基于MATLAB的阵列信号处理仿真方法

介绍如何使用MATLAB构建阵列信号处理系统模型,包括相干信号模型,幅度和相位误差模型,针对不同模型,实现协方差矩阵产生方法,波达方向估计的子空间方法,自适应波束合成器的权值求解算法和方向图、阵列增益等系统参数的仿真.这些仿真模型和方法,对于各种复杂的阵列信号处理研究,具有重要的基础作用.     

Josephson结阵列与Fabry-Perot谐振腔的耦合

通过对Fabry-Perot谐振腔与嵌入其中的串联双晶Josephson结阵列的耦合特性的仿真研究,分析了影响耦合效率的重要因素,并找出了它们对谐振腔的谐振频率和结阵列中各结上感应电流及其一致性的影响,最终通过合理优化,在串联结阵列上得到了高幅值的均匀的感应电流。这对于实际中利用串联Josephson结阵列,在实现相位同步的情况下,观测高频微波辐照下的Shapiro台阶有指导意义。     

基于ESPRIT算法的柱面共形阵列天线DOA估计

由于共形天线阵列流形的多极化特性(polarization-diversity,PD),信源方位参数与极化状态的“耦合”是实现共形阵列天线波达方向(direction-of-arrival, DOA)估计的主要难点。针对柱面共形阵列天线的特点,建立了柱面共形阵列天线的导向矢量模型;通过合理的阵元排列结构设计,结合ESPRIT (estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)算法参数估计的特点,实现了信源极化状态与方位参数的去耦合,推导了ESPRIT算法多参数估计的参数配对方法,最终提出了柱面共形阵列天线盲极化DOA估计算法。计算机Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。     

高速并行发射自适应抗干扰算法及实验系统

在天线阵发射波束时进行方向图零点控制是现代雷达采用的先进技术之一.讨论了一种期望方向增益最大约束下的唯相位方向图置零算法,同时描述了相应的雷达自适应干扰对零阵列处理实验系统.理论分析和实验结果均表明该算法在大多数情况下一般都能有效置零抑制干扰,因此其实现具有很大的实际意义.     

自适应天线的一种直接数据域处理方法

介绍了一种新的有效计算阵列天线中的自适应权值的方法,即把基于直接数据域的最小二乘算法应用到自适应天线中。这种方法不同于传统的统计方法需要计算样本协方差矩阵的逆矩阵,而是基于阵列数据的一种直接计算方法。仿真试验表明,这种方法可以有效的估计出信号的实际幅值,并大大的提高了信噪比,且便于实时实现。     

递归的稳健LCMV波束形成算法

提出了一种针对指向误差、阵元位置误差或阵元相位误差的递归的稳健波束形成方法。该方法基于导向矢量展开算法,在采用线性约束LMS算法递归搜索最优权矢量的同时,搜索真实的期望信号导向矢量。导向矢量的计算采用基于梯度搜索的最优化算法。该方法避免了常规LCMV算法的矩阵求逆运算,所需运算量小。对存在几种特定误差情况的计算机仿真结果表明,该方法稳态性能优越,对期望信号导向矢量的误差具有很好的稳健性。     

铁氧体移相器相移温度稳定性研究

首先讨论了闭环锁式铁氧体移相器提高差相移温度稳定性的原理。分析了反馈方式 (单导线电压反馈和双导线磁通反馈 )的不同对闭环锁式铁氧体移相器温度稳定性的影响 ,研制了双导线磁通闭环锁式高功率(40kW)铁氧体移相器 ,采用槽波导技术解决了高功率条件下移相器的打火问题 ,在 - 40℃～ 6 0℃下移相器差相移的均方根误差σ≤ 8°。该移相器已通过了某相控阵雷达的各项实验。     

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。     

时空混沌伪随机比特发生器及其FPGA实现

利用时空混沌双向耦合映象格子模型构建了一种伪随机比特发生器,并在FPGA芯片上实现.通过分析系统的最大Lyapunov指数得到系统参数的选择标准.在不考虑通信时延的情况下,该伪随机比特发生器的比特产生速度可达到512 Mbps.使用美国国家标准和技术局(NIST)的FIPS 140-2及SP 800-22测试标准对该伪随机比特发生器实际输出的伪随机比特序列进行了测试,实验结果表明该发生器所产生的伪随机比特序列随机性能良好.     

幅度相位误差条件下的互质阵列DOA估计方法

针对基于互质阵列的欠定波达方向(direction of arrival, DOA)估计方法在阵元幅相误差条件下性能急剧下降的问题, 提出一种基于校正阵元的互质阵列DOA估计方法。首先, 将阵列接收数据分解为两个子阵数据, 基于校正阵元对子阵分别进行幅相误差估计, 并将子阵幅相误差排序重组。然后, 对接收数据协方差矩阵进行误差补偿并扩展为高维的Toeplitz矩阵。最后, 基于矩阵填充理论对高维协方差矩阵进行空洞填充, 结合求根多重信号分类(root multiple signal classification, root-MUSIC)算法进行DOA估计。理论分析和仿真结果表明, 该方法可以实现互质阵列的幅相误差估计, 并通过误差补偿有效恢复幅相误差条件下的互质阵列DOA估计性能, 提高估计精度。     

载波跟踪算法综述

随着GPS软件接收机技术的飞速发展,作为其关键技术之一的载波跟踪算法也取得了长足进展。基于一种典型载波跟踪环的结构,将载波跟踪算法归类为纯载波跟踪算法和有外部辅助载波跟踪算法两大类。其中纯载波跟踪算法的关键技术主要有:环路鉴别算法,环路滤波器的优化设计,基于锁相环和锁频环的混合载波跟踪环的设计,智能降噪技术、智能控制技术、智能估计算法和自适应算法的引入等;外部辅助的载波跟踪算法主要存在于各类组合导航系统中,最典型的就是紧耦合或超紧致耦合组合导航系统中利用惯导测量信息对载波跟踪进行辅助。分析了上述各种技术研究的侧重点及工作原理,总结了各种研究侧重点的特点及优缺点,指出了载波跟踪算法的发展方向。