基于改进粒子群算法的阵列幅相误差最坏情况分析

建立了阵列幅相误差对副瓣电平性能的最坏情况分析模型,并通过对粒子群算法位置更新后进行边界约束,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的最坏情况分析方法.该方法可以不考虑误差的分布形式,并且很容易理解和编程实现.实验结果验证了新方法的准确性和有效性.     

多波束阵列天线系统信道校准方法

基于Butler矩阵多波束天线系统实现蜂窝小区覆盖的基本原理和对多波束相关系数与阵列单元间距关系的研究,提出了在天线方向图矢量中引入窗函数和改变阵列单元间距的方法以改进系统的性能.针对无线信道衰落特性的不确定性以及Butler矩阵多波束网络的随机误差,给出了一种多波束阵列天线幅相误差的改进校准方法.该方法采用非正弦信号AC(alternating code)码作为正交编码信号集,发送一组正交编码信号到多波束阵列天线,接收端相干检测并以向量的形式累积,通过正交编码矩阵的逆矩阵解码得到校正因子,利用校正因子对Butler多波束天线的幅相误差进行修正.仿真结果表明该校准算法准确、有效,经幅相误差校准的多波束阵列天线可以实现小区的多波束覆盖.     

交叉粒子群算法及其在天线设计中的应用

目的 为了求解解析性质差的复杂优化问题,提出了一种新的交叉粒子群算法.方法 该算法将全局邻域粒子群算法与局部邻域粒子群算法交叉使用,并采用适应度距离比确定局部邻域粒子群算法的速度更新策略.结果 提高了粒子群算法粒子的搜索能力.结论 该算法用来解决六边形阵列天线问题,取得了满意的效果.     

用于高频地波雷达阵列天线的孤立大目标分层校准算法

高频地波雷达接收阵列不可避免地存在幅度和相位误差,这时天线方向图会产生歧变并使杂波对消算法失效。校准方法有采用辅助信源、建立阵列模型进行参数估计、利用噪声或杂波做为校准源等,缺点分别为成本高、实时性差、不能校准相位误差。针对以上问题,该文提出了孤立大目标分层校准算法。首先将阵列分成若干子阵,然后选取在空域和Doppler域都具有唯一性的大信噪比目标作为校准源,采用改进的噪声子空间拟合法或者相差校准法对各子阵的幅相误差进行校准,最后通过对各子阵误差矢量的融合得到统一的误差矢量,从而实现整个阵列的幅相校准。校准后阵列天线的幅度误差、相位误差和波束方向图旁瓣均显著减小。理论和实践都表明,孤立大目标分层校准算法比传统算法在实时性和精度方面都得到了大幅度的提高。     

一种导航宽带抗干扰中的阵列幅相误差校正算法

针对复杂电磁环境下抗干扰导航接收机中存在的幅相误差问题,提出一种幅相误差有源校正的导航接收机抗干扰算法;该算法通过干扰和幅相误差构建阵列幅相误差数学模型;然后基于加权子空间拟合原理和最小二乘的方法估计阵列幅相误差系数;最后利用线性约束最小方差(LCMV)算法对修正的之后的接收数据进行干扰的抑制;并明确提出了导航抗干扰接收机的通道修正的解决方案。理论分析和仿真实验表明,估计的幅相误差系数与实际幅相误差非常接近;此方法可以准确在干扰方向上形成零陷并保留导航信号;信噪比在-10 d B的时候,幅相误差估计值逐渐收敛于真实值;并且随着信噪比的增加幅相误差估计精度也逐渐提高。所提算法能有效提高存在幅相误差通道的抗干扰的性能。     

低信噪比的空间谱估计通道幅相误差校正算法

针对低信噪比情况下空间谱估计算法性能下降的问题,建立了低信噪比的阵列误差模型.该模型不仅考虑了通道幅相误差对接收信号的影响,还考虑了它对接收机通道噪声的影响.利用该模型提出了一种通道幅相误差校正算法,该算法结合阵列接收数据自相关矩阵的特征值分解和迭代方法,可以在低信噪比情况下准确求得阵列通道幅相误差,使得高分辨率的空间谱估计算法能够很好地应用于毫米波热辐射阵列接收系统.最后通过仿真和实验验证了所建立的阵列误差模型和算法的正确性和有效性.     

求解带约束投资组合模型的量子粒子群算法

针对量子粒子群算法(QPSO)在迭代后期出现种群多样性缺失和容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于交叉操作的改进算法;在改进算法中,考虑了粒子的历史最优位置和次优位置,用以扩大粒子的搜索范围;同时,将遗传算法的交叉操作运用到位置的更新中,以增加种群的多样性,进而提高算法的收敛性;在性能测试中,将改进算法与原始的量子粒子群算法、基于差分进化的QPSO和基于黑洞探索的QPSO在收敛精度和鲁棒性方面进行了比较;最后,运用改进算法对一类具有投资数量限制的投资组合问题进行了求解,并与遗传算法、粒子群算法和标准的量子粒子群算法的寻优结果进行了对比。     

一种改进的粒子群优化算法

粒子群优化算法是一种基于仿生技术的启发式算法,针对粒子群优化算法存在易早熟现象,提出一种改进的粒子群优化算法.该算法给出了一种新的变异算子,该算子具有一定探索和开发能力,从而避免算法陷入局部最优.基于新变异算子给出一个新的粒子位置更新公式.根据系统稳定性理论,推出了算法的参数设置区域.最后,通过标准测试函数的性能测试,验证了改进粒子群优化算法收敛速度和求解精度.实验结果表明,该算法具有较好的收敛速度和求解精度.     

基于旋转阵列的MIMO雷达误差校正方法

针对集中式多输入多输出(MIMO)雷达发射端和接收端同时存在位置误差和幅相误差的问题,提出一种基于旋转阵列的误差校正方法.首先利用旋转阵列获得不同方位的回波数据,从而将耦合在一起的位置误差和幅相误差相分离,并通过解相位模糊得到虚拟阵列的位置信息,再根据虚拟阵列的形成原理,分别获得收发阵列的位置误差.然后,由回波数据协方差矩阵最大特征值所对应的归一化的特征向量求得发射端和接收端的幅相误差估计.最后通过仿真实验验证了方法的有效性和可行性.结果表明:在多种阵列误差并存的情况下,该方法复杂度低,能获得较精确的结果,且该方法还适用于非均匀MIMO雷达阵列.     

多径条件下基于辅助阵元的阵列幅相误差自校正

针对多径环境中均匀线阵（uniform linear array, ULA）的幅相误差的校正问题,在不破坏阵列幅相误差矩阵的前提下,提出了一种多径条件下基于辅助阵元的波达方向（direction of arrival,DOA）估计及幅相误差自校正算法。利用阵列平移的方法对相干信号进行解相干预处理,再利用辅助阵元依据子空间原理构建代阶函数实现相干信源的方位估计, 进而对阵列幅相误差进行估计。计算机仿真结果表明,该算法对多径环境下的相干信源具有准确的方位估计与幅相误差自校正性能。     

采用三音校准法的星载多波束天线校准系统

为了解决宽带多波束天线系统中常规校准不能兼顾工作频带的低频段和高频段的问题,根据星载多波束天线系统的特点,提出了三音校准法.采用3个单音信号作为校准信号对多波束系统的通道进行测量,以二次拟合得到全工作带宽内的通道幅相特性曲线,并采用多次测量形成拟合点,降低了测量误差的影响;再以拟合的特性曲线的逆函数进行通道幅相补偿,使全带宽内通道特性曲线成为水平直线,从而完成了单通道的校准;最后以补偿项补偿通道间幅相差异,从而达到通道间误差校准的目的.并将三音校准法应用到卫星天线的近场校准和内部校准2种校准系统中.结果表明:三音校准法比传统的单点校准和分段式校准更利于通道间误差的校准,能够有效地抑制通道的不一致性.     

The relationship between mutual coefficient errors and the amplitude and phase errors of channels

In general, an accurate mutual coupling correlation is necessary for an array antenna to reach ideal sideiobe level. If the mutual coefficient matrix of an array antenna is perfectly known, one can completely compensate the effect of mutual coupling and realize the desired sidelobe level in theory. However, the mutual coefficient matrix obtained wherever by calculation on by measurement has a limited precision. In this paper, the requirements on the precision of matrix coefficient for compensation in low sidelobe array antenna are discussed. The relationship between mutual coefficient errors and the amplitude and phase errors of channels is derived.     

四元数域主特征空间投影鲁棒自适应波束形成

针对常规四元数域波束形成器在模型误差条件下的性能退化问题,提出基于拉伸三极子双平行阵列的四元数域主特征空间投影鲁棒自适应波束形成方法.相比现有四元数域最劣态最优化鲁棒波束形成器,该方法无需求解具有高计算复杂度的凸优化问题,且不涉及用户参数的优化设置,更易于实现.仿真结果表明,所提出的波束形成器可有效克服信号相消问题,能够以较低的计算成本获取优于四元数域最劣态最优化鲁棒自适应波束形成器的性能,且其优势在高信噪比和短快拍条件下尤为显著.      

微波着陆系统波束指向误差仿真分析

为了提高微波着陆系统地面设备的角度引导精度,基于微波线性相控阵天线理论,分析了地面角度引导设备产生相控阵天线波束指向误差的主要原因——数字移相器的量化误差,并进行了不同量化阶数下的舍尾法馈相误差分析及仿真。为了寻求系统精度与设备成本的折衷,在采用四位移相器的条件下比较了随机馈相法与传统的舍尾馈相法的波束指向误差,仿真分析了相位误差均值为零法与适当随机相位量化法对波束指向误差的影响;这两种方法消除了周期性误差峰值,提高了相控阵天线的波束指向精度,其中适当随机相位量化法效果更佳;说明了采用随机馈相法能够有效减小因数字式移相器相位量化误差导致的波束指向误差,使系统精度明显提高。     

基于均匀圆阵的稳健迭代波束形成算法

针对导向矢量偏差和转换误差导致传统波束形成器的性能下降及均匀圆阵不具有范德蒙结构的问题,提出了一种基于均匀圆阵的稳健迭代波束形成算法.该算法利用相位模式转换技术推导出虚拟自相关矩阵,并把导向矢量限定于确定的椭圆集合中.从最差性能优化的设计思想出发,构造基于均匀圆阵的二阶凸规划的代价函数,再利用拉格朗日乘子法求得权重矢量的闭式解表达式且能够准确求出优化解中的对角载入值.仿真结果表明:所提算法能够提高系统的稳健性,改善了阵列的输出性能.     

一种基于均匀圆阵的多通道幅相误差校正方法

针对空间谱估计MUSIC方法对天线阵各通道增益和相位敏感的情况，对于均匀圆形阵列，提出了一种多通道幅相误差校正方法，该方法在均匀圆阵中心设置了一个校正源，无需知道校正源方向，也不用解方程组就可以对各通道的增益和相位进行估计．对辐射源一维和二维方向的模拟实验结果验证了这种方法的正确性和可行性．     

一种适用于火灾检测的低旁瓣共形天线

设计一种应用于33 GHz频段具有金属栅格的天线阵列,通过泰勒线源激励幅度的设计方法引入栅格结构,用来减少天线的旁瓣电平,加强了天线的抗干扰能力.最终的天线阵列由6个天线阵元在y轴方向上叠加而成,叠加后天线阵列辐射能力得到了增强.最后通过电小平面分析法对栅格天线进行了共形,从而减少天线的体积,并且使天线阵列更好地贴合检...     

一种抛物面天线形状误差的合理评价方法

针对有限元软件ANSYS在分析计算天线变形表面误差时存在的问题,提出了一种基于拟合抛物面的表面形状误差改进算法.推导了精确计算变形反射面轴向、法向与径向误差的公式.分别采用改进算法与ANSYS软件对某7.3 m圆抛物面天线多种工况下的表面误差进行了分析,结果证明该方法是正确的,可作为天线超差的二次判据.