基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法

天线阵列方向图综合在雷达系统中具有重要应用.提出了一种快速的基于二次规划的线性天线阵列和方向图及差方向图综合算法.考虑阵列激励的对称性,建立相应的凸二次规划问题,最大化阵列方向性系数.线性约束条件可以控制波束指向、副瓣电平和零陷产生等.这种算法具有全局最优解,仿真结果表明:该算法可以用于多种和、差方向图的综合问题.     

圆形阵列方向图的数值综合算法

给出了圆形阵列方向图综合的数值计算方法,对圆形阵列方向图综合以及零点形成进行了分析和研究,以参考方向图与综合后方向图之间的距离最小化为准则,通过数值分析方法,在无约束和干扰零点约束情况下,给出了相应的最优权的求解方法,仿真分析表明了该方法的有效性.     

鲁棒约束最小二乘恒模算法

在实际的通信环境中,信号方向向量偏差使得线性约束最小二乘恒模算法的性能急剧下降.针对这一问题,提出了鲁棒约束最小二乘恒模算法.该算法通过在代价函数中增加一个方向向量存在偏差的模值约束条件来提高算法的鲁棒性,并在此约束条件下推导出权重向量的递推公式.另外,采用递推算法计算逆矩阵,大大地降低了计算复杂度.所提算法对信号方向向量偏差具有较强的鲁棒性,从而保证了阵列输出的信干噪比接近最优值.仿真实验结果表明,与传统算法相比,所提鲁棒约束最小二乘恒模算法具有更好的性能,且能适应实际复杂的通信环境.     

一种阵列天线赋形波束综合优化方法

基于前后向矩阵束研究了阵列天线的方向图赋形问题,提出了一种阵列天线赋形波束综合优化方法.在该方法中,首先确定适当的阵元数目,然后再优化设计激励幅度和阵元位置,最后设计出需要的赋形方向图.在此过程中,先由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后再对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励.同时,采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,以保证重构赋形波束方向图的精度可控.仿真实例验证了该方法的快速性和有效性.     

采用最小二乘法综合旋转对称抛物面天线方向图

分析阵列馈源激励的抛物面天线方向图综合问题.通过调整馈源阵列的激励分布实现抛物面天线的波束扫描.通过物理光学法计算出单馈源抛物面天线的方向图,在此基础上求解最小二乘问题来优化阵列的激励系数,有效综合了抛物面天线的方向图,达到控制主瓣扫描方向、旁瓣电平、交叉极化分量等设计要求.给出算例,验证了本文方法的有效性.     

自适应天线阵抗宽带干扰性能分析和定量计算

该文分析自适应天线阵抑制宽带干扰的性能。用最小输出功率准则和方向约束条件,计算阵列增益和干扰抑制制度等性能指标。给出方向误差与阵列增益关系的计算数据,并作出了阵列波束图和频率传输特性曲线。     

基于非线性频偏的频控阵波束控制研究

与相控阵波束指向只具有角度相关性不同,频控阵波束图是时间、角度及距离的函数.这一特性在抑制距离相关性干扰等方面有着巨大的应用价值,但其方向图所固有的距离-角度耦合会带来新的频控阵波束控制问题.如何消除距离-角度耦合关系是实现波束精确控制及目标精确定位的前提.针对这一问题,提出一种基于可变加载约束的最速下降-线性约束最小方差（SD-LCMV）算法计算最优权矢量,同时将对数、三角函数、指数函数及倒数4种非线性频偏增量方式引入一维均匀线性频控阵（ULA-FDA）阵列,仿真验证应用4种不同非线性频偏的ULA-FDA阵列发射方向图的解耦性能.之后,采用多信号分类（MUSIC）算法仿真得到不同频偏情况下的MUSIC谱函数,对比分析4种频偏增量方式下的目标距离-角度二维联合估计性能.此外,仿真分析了sin-FDA阵列的接收机结构方向图特性及基于sin-FDA收发共形阵列的3种接收信号处理机制,从而验证了非线性频偏频控阵（FDA）阵列结构的有效性.      

跳/扩频测控信号自适应波束形成方法

为解决跳/扩频测控中阵列天线设计所面临的信号频带宽、空域范围广、干扰强度大等问题,将线性约束法与二阶锥规划方法相结合,得到能够同时满足频率不变、方向不变的波束形成算法.利用二阶锥规划将波束形成器的设计转化为给定频率响应的FIR滤波器设计,针对用于宽带波束形成的FIR滤波器的非线性相位特点,采用最小均方误差准则,使所设计FIR滤波器的频率响应逼近于期望滤波器.通过增加约束条件,使不同空间指向的主瓣宽度基本保持不变,并在干扰方向形成宽零陷来有效抑制宽带干扰.仿真计算表明,在跳/扩频信号的工作频带内,波束方向图能够保持很好的频率不变特性,且在±60°范围内波束方向图的主瓣束宽、增益、零陷与参考波束基本保持一致,能够更好地满足航天测控任务对阵列天线的需求.     

自适应语音压缩感知方法

针对固定正交基下语音信号稀疏化程度低、适应性差的问题,提出了一种自适应的语音稀疏化方法,并将其应用到语音压缩感知理论中.该方法首先采用线性预测系数的加权线性组合对语音信号进行线性预测,并以线性预测残差基作为信号基.然后,按照稀疏约束条件训练出稀疏表示的过完备字典,并交替应用1-范数稀疏约束的追踪和奇异值分解算法,达到字典与稀疏系数同步更新.该方法从信号特征入手,学习并提取特征或纹理信息,能较好地实现语音信号的稀疏化,提高语音压缩感知的重构性能.实验结果显示,与其他正交基方法相比,该方法的语音稀疏化程度高.语音质量的主客观评价结果显示,该方法具有良好的重构性能.     

基于前后向矩阵束方法的赋形波束方向图综合

针对阵列天线的方向图赋形问题,研究了一种基于前后向矩阵束方法(FBMPM)。先确定适当的阵元数目,再优化设计激励幅度和阵元位置,最终设计出需要的赋形方向图。由期望方向图的均匀采样数据构造Hankel-Toeplitz矩阵;然后对它进行奇异值分解,舍弃不重要的奇异值,得到此矩阵的低秩逼近矩阵;最后基于广义特征值分解求得重构阵列的阵元位置和激励。FBMPM采用特殊的前后向矩阵来约束极点分布,保证了重构赋形波束方向图的精度可控。仿真实例证明了方法的快速性和有效性。     

小生境遗传算法用于阵列天线方向图综合

基于共享函数的小生境遗传算法能克服基本遗传算法易于早熟和局部寻优能力较差等不足，使种群中的个体保持多样性，对这种小生境遗传算法的遗传参数进行部分改进，并将改进后的遗传算法用于线天线阵列的方向图综合．通过与传统的切比雪夫综合方法结果比较发现，该方法在低副瓣方向图综合以及零点形成方面都能得到不错的效果，为其进一步在其他形式天线阵综合中的应用打下基础．     

基于导数约束的互谱降秩自适应波束形成

在导数约束基础上,提出了一种对阵列导向矢量失配稳健的互谱降秩自适应波束形成算法.通过在期望方向上设置多个线性导数约束,对阵列接收数据进行利用互谱能量的降秩处理,然后进行自适应波束形成.该算法不仅能够在导向矢量失配情况下获得较好的性能,并且弥补了传统稳健自适应波束形成算法运算量大的缺点.仿真分析表明,所提出的算法具有较好的稳健性能.     

一种自适应阵列指向误差校正方法

在自适应阵列处理中,指向误差将使阵列处理性能严重下降,必须进行校正。在分析指向误差对自适应波束形成性能影响的基础上,提出一种利用阵列接收数据和指向误差不确定度的指向误差校正方法,通过牛顿法迭代求解用于修正阵列导向矢量的因子,然后进行自适应波束形成。理论分析和仿真结果表明：新方法对指向误差具有较好的鲁棒性。     

智能天线中一种抑制干扰的波束形成算法

提出了一种新的用于智能天线中极大抑制干扰的波束形成算法，在干扰信号的导向矢量矩阵的零空间内，经过正交基矢量的线性组合，用最小二乘法求得最接近期望信号导向矢量、并同时对各个干扰信号零陷的权值。与MVDR算法相比，本算法对干扰的抑制更加有效。     

基于改进型点匹配技术的阵列误差校正方法

针对阵元间互耦往往会导致智能天线总体性能急剧下降这一现象，提出了一种快速有效的校正方法。该方法以实测的阵元方向图为基础，通过改进型点匹配技术和求最优解来对误差矩阵进行精确的估计。以天线阵方向图综合为背景的计算机模拟结果证明了这种方法的可靠性。     

一种改进的遗传算法及其在线天线阵方向图综合中的应用

提出了一种适用于具有任意几何参数的线天线阵方向图综合的新方法。该方法简单而灵活,是传统遗传算法的一种改进。应用这种方法,以降低线天线阵的旁瓣辐射为优化目标,对线天线阵的方向图进行了优化设计,并将所得结果和Chebyshev方法所得的结果进行了比较,表明新方法综合结果和Chebyshev方法所得结果相近。针对同一问题,还将改进的遗传算法同传统的遗传算法进行了比较,表明改进方法特别适用于参数连续变化的问题。然而,对这一改进算法加入量化过程后同样可应用于离散参数的优化问题中。     

基于Fourier变换非一致间距阵列的一种合成法

基于阵列图及其分布间的Fourier关系，作者提出了非一致间距阵列的一种合成方法。在Fourier关系下，通过抽样一个给定的阵列图，就能使用FFT(快速Fourier变换)得到其近似连续的阵列分布。为提高改善阵列图的性能，提出一个算式用于决定非一致间距阵列的空间间隔，从而在合成的阵列中保持更多的能量。该方法简单且易于应用。     

基于MUSIC算法的圆柱共形阵DOA估计

柱面共形阵由于其载体曲率的影响,导致在利用经典MUSIC(Multiple Signal Classification)算法进行DOA(Direction-of-Arrival)估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能严重下降甚至失效。在考虑载体遮挡效应的同时,结合阵元的方向性,通过对导向矢量进行重构,解决了导向矢量与噪声子空间不正交这一问题。对比子阵分割MUSIC算法,进行了Monte Carlo仿真验证,分析了有向阵元MUSIC算法的估计性能。最后以多层圆柱阵为例对4个从不同方向入射的信源进行了DOA估计仿真验证。仿真结果表明：该方法具有分辨力高,估计精度高的优点,证明了该方法的有效性和高估计性能。     

基于Fourier变换非一致间距阵列的一种合成法

基于阵列图及其分布间的Fourier关系,作者提出了非一致间距阵列的一种合成方法。在Fourie关系下，通过 抽样一个给定的阵列图，就能使用FFT(快速Fourie变换)得到其近似连续的阵列分布。为提高改善阵列图的性能I提 出一个算式用于决定非一致间距阵列的空间间隔，从而在合成的阵列中保持更多的能量。该方法简单且易于应用。