均匀邻接子阵的栅瓣抑制

为了抑制均匀子阵在扫描过程中可能出现的栅瓣,提出了一种基于分区优化的栅瓣抑制方法,并探讨了分区原则及基于粒子群优化算法的栅瓣抑制优化方法,以含3个4单元子阵的阵列进行仿真.结果表明,每个扫描区间内阵列旁瓣电平均低于-22 dB.该方法应用于数字多波束形成时同样有效.     

基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成

基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束形成算法在实际中得到了广泛的应用,但当其应用到子阵级时,自适应方向图主瓣变形且旁瓣升高,抗干扰性能严重下降.针对这些问题,提出一种基于罚函数和特征空间的子阵级自适应波束形成算法,引入罚函数对自适应方向图进行约束使其逼近期望的静态方向图;同时在干扰子空间约束波束响应为0,对干扰信号进行抑制.该算法在有效抑制干扰的同时,能够使主瓣保形并保持较低的旁瓣,还能获得较好的输出信干噪比.通过阵列方向图及输出信干噪比的计算机仿真验证该算法的有效性.      

基于压缩感知的频率不变波束旁瓣水平优化方法

频率不变波束形成技术属于恒定束宽波束形成,能解决宽带信号中不同频率分量对应的波束响应不一致的问题.针对现有的一类将恒定主瓣宽度作为约束条件的频率不变波束形成方法,当阵元个数确定以后,形成的波束旁瓣水平往往达不到实际需求的问题,借助压缩感知理论,提出了一种改善波束旁瓣水平的新方法.提出的方法引入压缩感知理论(compressed sensing,CS)进行信号的预处理,并利用二阶锥规划(second order cone programming,SOCP)进行频率不变波束形成.由于压缩感知的恢复算法可以对压缩采样矩阵采集的信号进行精确重构,从而达到以更少的阵元获得相同的波束形成器性能.换言之,在相同的阵元个数条件下,通过阵列虚拟扩展增大了阵列的孔径,提出的方法比基于SOCP的频率不变波束形成方法有更低的旁瓣水平,仿真结果也表明了该方法的有效性,在相关的工程实践中具有一定的参考价值.     

单波束形成级联信道均衡的OFDM自适应阵列接收

研究了用于正交频分多路复用自适应阵列接收的低复杂度、次最优频域处理技术,提出了一种新的子载波分组级联信道估计与均衡的两级阵列接收信号处理方案.该方法在子载波分组波束形成信号处理后,级联了波束形成后信道估计与均衡处理,通过减少子载波分组数目以大幅降低计算复杂度,增加低复杂度的波束形成后均衡处理来维持或提高性能,取得了系统性能与计算复杂度之比的提高,并且在频率选择性信道通信环境下,具有更鲁棒的性能.     

节点本振误差对分布式发射波束形成性能的影响

采用核密度估计方法,对存在本振误差时的分布式发射波束形成(DTBF)性能进行统计分析.考虑存在载波初始相位偏移、载波频率偏移、相位噪声等3个偏差项,推导了对应的任意阵平均波束图和互补累积分布函数的理论表达式,并选用衰减因子和波束图特征参数分析本振误差对远场波束性能影响.理论分析和模拟结果显示,本振误差会导致DTBF性能出现衰减,并使合成波束图的平均主瓣水平下降,主瓣变宽,旁瓣区域扩展,波束图出现高旁瓣.随着时间的增长,本振误差累积增大,所致性能衰减增大,聚集到目标方位的能量减少.     

嵌套复合阵恒定束宽波束形成的多率实现方法

提出一种嵌套复合阵恒定束宽自适应波束形成的多率子带实现方法.复合阵以处理一倍频程的多个均匀间距的线性子阵嵌套组成,多率子带的实现以通用参数滤波器组为基础.每个子阵根据所处理的子带信号带宽不同而选择不同的加权数目.这种结构的阵列处理器不仅实现了将宽带信号分解成多个较窄的子带信号来并行处理,还使每个子阵工作在较低的采样速率下,降低了处理器算法的运算量,提高了波束形成器的权值更新速度.仿真结果表明,此结构的处理器能实现恒定束宽波束形成.     

利用单次快拍数据自适应处理的最小二乘算法

针对直接数据域最小二乘算法存在有效阵列孔径损失及自适应方向图旁瓣电平较高等不足,提出一种利用单次快拍数据进行自适应处理的改进算法.该方法基于直接数据域最小二乘箅法所得的权值,构造出一个变换矩阵,并对阵列接收的单次快拍数据样本进行预变换处理.形成子阵级输出后.根据噪声增益最小化准则,对各子阵进行自适应波束的形成,从而充分利用了所有阵元信息,不仅提高了有效阵列孔径,而且明显改善了阵列抑制严重非平稳干扰的性能.计算机仿真结果表明了该方法的有效性.     

一种随机稀布MIMO雷达的旁瓣抑制方法

随机稀布MIMO雷达由于空间阵元的缺失,对回波信号的空间采样严重不足,其合成的发射-接收波束中存在大量高电平旁瓣,影响目标峰值的检测以及掩盖微弱目标。利用随机稀布MIMO雷达所合成的发射-接收波束图中最大幅度所对应的方位角,重构当该方位角上存在目标时的波束旁瓣值;然后在原始归一化发射-接收波束图中对消该重构旁瓣值。如果存在真实目标,可形成低峰值旁瓣的发射-接收波束方向图;反之,最终波束图的峰值主旁瓣比与原始波束图相差不大,表明无目标存在。在发射和接收阵元数较少以及发射信号总带宽较低时能有效抑制随机稀布MIMO雷达的波束旁瓣,仿真结果验证了方法的有效性。     

基于多目标风驱动优化的机会阵雷达波束形成

针对机会阵雷达发射波束的多目标优化问题,提出了一种基于二进制多目标风驱动优化算法的波束形成方法.以均匀多同心圆环阵列特性为基础,建立了发射信号的模型和目标优化函数.基于改进的多目标风驱动优化算法,实现了机会阵雷达圆阵的波束形成,即同时优化3 d B主瓣波束宽度和旁瓣电平.仿真表明:与基于传统粒子群算法(PSO)的波束形成性能相比,在使用更少圆阵阵元的情况下,本算法具有较低旁瓣和更窄的主瓣.     

便携式三维成像声纳的非网格化稀疏阵列技术

为降低便携式三维成像声纳系统的硬件开销,同时保证阵列的波束性能,提出了一种非网格化阵列稀疏方法.该方法基于十字型阵列,在模拟退火算法中加入阵元位置扰动,以实现对十字型阵列的非网格稀疏优化,降低阵元数量;引入多频发射和并行子阵接收波束形成算法,构建模拟退火算法中新的能量函数,以保证十字型稀疏阵列具有成像实时性以及较低的计算需求.最后利用该方法对100+100的十字型阵列进行稀疏优化.实验结果表明,该方法获得的非网格化稀疏阵列能够获得预设的波束性能,并具有成像的实时性和较低的计算需求;与现有文献相比,在保持相同波束性能的条件下,该稀疏阵列具有最少的阵元数量.     

大口径宽带数字延时相控阵天线

不同于窄带相控阵天线,空间色散和时间色散是大口径宽带相控阵天线需要解决的2个主要问题。文章采用了子阵加数字延时滤波器的整体结构设计,把大口径阵列划分为很多个较小口径的子阵,并采用传统窄带相控阵天线加权方法,完成子阵的波束合成;子阵间的波束合成,则采用数字延时滤波器实现。在介绍了子阵划分方式的基础上,对延时滤波器的时域设计方法进行了阐述和分析。通过延时滤波器仿真,证明了滤波器设计方法的正确性;通过系统方向图仿真,证明了子阵加数字延时滤波器的设计方法,克服了空间色散和时间色散问题。     

基于DSP的直线阵列数字多波束形成的原理及实现

介绍了一种利用多DSP实现基于直线阵列的数字多波束形成方案，通过对直线阵列的特征和数字多波束形成原理的阐述，并结合TI公司TIS320F206硬件的特点利用单波束准实时叠加的方法实现了数字多波束形成的信号处理目的，实验结果表明，采用此种方法多波束形成速度快，扩展性能好．     

星载多波束天线在轨性能评估方法

为解决星载多波束天线测试波束数量大、在轨测试成本高、性能评估困难等问题,在合成多波束形成原理基础上,通过分析天线系统中波束成形网络和馈源阵之间的映射关系,提出了一种以馈源阵性能为基础评估天线性能的策略。采用最小二乘估计法,对馈源性能估计中典型波束的数量、组合方式选取与平均估计误差等问题进行了分析,并通过仿真实验得出了典型波束数量、组合方式、平均估计误差三者间的定量关系以及在实际条件下,测试波束数量的选取范围和波束最佳组合方式,为高效地处理在轨测试数据提供了一种低复杂度的分析方法,对实际系统中星载多波束天线在轨测试具有重要意义。     

结合波束形成的双向中继选择策略

为了增强多天线信源和多个单天线双向中继通信系统的传输性能,并降低信号处理复杂度,提出一种结合波束形成的最优中继选择策略.各个中继只需利用本地信道状态信息进行分布式的选择,2个信源分别利用最大比发送(MRT)和最大比合并(MRC)准则设计发送和接收波束形成向量.利用信道的统计特性,在瑞利衰落信道下分析新传输策略的中断概率...     

阵列波束形成及其性能测度方法

阵列天线技术是空间域信号处理的关键技术.阵列波束形成是阵列信号处理的重要分支,波束形成的性能直接影响到用户对信号的使用.对阵列波束形成原理进行分析和研究,并给出了几种阵列波束形成的性能测度方法.     

海底钴结壳采矿车微地形导向声纳探测的圆形阵设计

为解决海底钴结壳采矿车微地形导向探测性能差且不能检测同时到达的不同方向回波问题,提出构造声纳圆形平面阵以增强水平和垂直分辨率,设计新的均匀圆阵并在Fourier变换的框架下提出圆阵波束形成的快速算法,以提高探测系统的实时性。研究结果表明:圆形阵具有好的指向性,主波束比旁瓣高约5.5dB;在水底存在较强干扰的情况下,圆阵(14阵元)对于水底多结壳凸起目标仍具有较好的方向到达角分辨率,在不同的仰角(0·,-36·,-54·,72·)下对11处模拟钴结壳凸起物可实现准确定位。     

存在指向误差情况下的低旁瓣自适应波束形成

针对确定自适应阵列系统,在传统的线性约束最小方差(LCMV)波束形成算法基础上提出一种在期望信号方向估计有误差的情况下,能减小指向误差的低旁瓣自适应波束形成算法,该算法运用波束保形函数,集中主瓣波束,抑制旁瓣波束,提高了阵列输出的信干噪比(SINR),计算机仿真结果验证了算法的有效性和优越性。     

基于时域解析估计的多重信号分类波束形成方法

针对频域多重信号分类(MUSIC)算法估计子空间的不稳定性问题,提出了一种基于时域解析估计子空间的MUSIC(TAMUSIC)波束形成方法.通过Hilbert变换将各阵元时域实数据转变为复解析数据,在时域构建经过时延后的协方差矩阵,利用特征分解求取噪声子空间,并利用噪声子空间自身的正交特性获得来波方向波束.数值仿真及实测数据处理结果表明,与频域MUSIC波束形成方法相比,TAMUSIC波束形成方法可以稳定获取快速运动目标的噪声子空间和来波方向波束,使波束旁瓣级最少降低3 dB,能够有效检测运动目标,且无虚假目标和波束分裂现象,并提高MUSIC波束形成方法在工程应用中的稳定性.     

三维空间下的射频识别标签防冲突算法

结合射频识别（RFID）系统的工作特点,在给出适用于该系统的面阵多波束实现方法基础上,提出了一种防冲突算法该算法采用平面阵列天线,通过数字多波束形成算法控制加权系数,将三维空间划分为多个波束方向,并同已有基于时分多址（TDMA）算法相结合,实现对在阅读器的识别范围内大量密集分布的标签进行快速准确识别的目的．此外,在实现多标签识别的同时,该算法还引入二次波束形成策略,以解决波束之间的重叠碰撞问题．实验表明,本算法可将识别效率提高65％以上     

一种基于GSC框架波束域快速稳健自适应波束形成算法

GSC框架是自适应波束形成降秩算法的统一模型,一般通过构造降秩矩阵来降低算法的运算量,但是降秩矩阵大多通过特征分解来获得,给算法带来了大量额外的运算量。针对此问题,提出了一种波束域的快速稳健自适应波束形成算法,通过转换矩阵将输入信号从高维度的阵元域转换到低维度的波束域,然后在波束域运用子空间类算法,用信号子空间来构造阻塞矩阵、降秩矩阵和映射矩阵,既降低了计算量,又解决了基于GSC框架的自适应算法在信噪比较高时由于期望信号相消导致性能严重下降的问题。仿真结果证明了提出的算法有很好的波束形成性能,验证了算法的有效性。