无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。     

基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法

基于多波束阵列的测向方法具有测向精度高的优势,但各波束都需要独立的射频通道,导致其测向系统复杂且成本高,通道之间的幅相不一致也会增大测向误差。本文提出了一种基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法,通过时间调制技术将多波束阵列测向系统简化为单通道系统,利用接收信号的谐波特征获得不同波束的接收信号强度实现高精度测向,同时降低了系统的复杂度及成本。仿真结果表明在相同条件下,本文提出的方法比基于多波束阵列的多通道测向方法具有更小的测向误差。经实测验证,本文的方法在4～5 GHz频带内的测向误差小于1.3°,低于现有的多波束阵列测向误差。     

奇偶阵元数均匀圆阵测向性能研究

均匀圆阵比起其他形状的阵列,更符合电子侦察测向接收机的应用需求。文中采用将均匀圆阵投影为随入射角变化的非均匀线阵的方式,分析了奇偶阵元数均匀圆阵中的波程差特点,给出了对应的半径选取公式,并提出采用信号矢量相关系数表示测向误差变化趋势的方法。分析了两种不同阵列中各向等效性、测向精度、相位模糊与对阵元位置误差敏感度等特点,通过仿真验证了推论与公式的有效性。在工程应用方面,文中结论对均匀圆阵布阵具有较高的参考价值。     

基于互质阵列的阵元排布优化方法

相比于传统的线性均匀阵列,稀疏互质阵列提供了更多的自由度,但是稀疏阵列对应的差分阵列中的孔洞影响了DOA估计的性能。为了解决这个问题,该文提出了两种基于互质阵列的稀疏阵列优化方法,减少了差分阵列孔洞数量。首先,对标准互质阵列的虚拟阵列排列进行了分析,发现移除0位置阵元后,阵列可分辨信源数没有发生变化。因此,该文将这个阵元移动到了新的位置,以优化阵列设计,并且推导出两种提出的阵列虚拟阵列最大连续部分和自由度的数学表达式。仿真结果表明,两种阵列在DOA估计方面和均方根误差方面均优于标准互质阵列,具有比较优越的性能。     

阵元失效下基于Khatri-Rao积的高分辨测向方法

在雷达、声呐、深空通信等实际应用中,阵元的失效会造成检测性能下降,虚警率增加;在目标方位估计中,阵元失效会造成采样协方差矩阵的秩亏问题,使得基于子空间类的传统目标方位估计方法失效。针对存在阵元失效的均匀线列阵的目标方位估计问题,提出了一种基于Khatri-Rao(KR)积处理的阵列自由度恢复方法以及Toeplitz矩阵数据重构的高分辨DOA估计方法。首先对有损伤的阵列采样协方差矩阵进行KR积处理,将产生的冗余项进行平均处理, 处理后的阵列模型将重构阵列自由度,并将阵列孔径扩展为之前的2倍。该阵列模型等效为一确定噪声下的单快拍的相干源估计, 采用基于Toeplitz矩阵数据重构的方法来去相干,重构协方差,最后采用MUSIC方法进行方位估计。数值仿真表明该方法能有效解决均匀线列阵阵元失效下的自由度损失问题,提高阵列的目标方位估计性能,而且具有计算量小的优点。     

阵元位置误差对MMUSIC算法测向性能的影响

首先对MMUSIC算法进行了分析和仿真,然后重点讨论了阵元位置误差对MMUSIC算法测向性能的影响,并以均匀直线阵为例进行了仿真实验。从理论推导和仿真结果可以看出,天线阵阵元位置误差严重影响着MMUSIC算法测向性能,得出了有用结论。     

几种阵列形式的测向精度分析

应用空间谱估计MUSIC算法，在平面阵列二维超分辨测向的数学模型基础上，针对不同阵列形式阵列流形变化对二维测向性能的影响问题，分别以等间距和不等间距十字阵、L阵列以及圆形阵列为模型进行计算机仿真试验，并对这几种阵列形式进行测向精度分析。结果表明，不等间距阵列相对等间距阵列有更高的测向精度，同时也有更佳的实际应用价值。     

延时对单通道测向的影响及校正

单通道接收阵列测向系统设备量少，造价低，因而引起了人们的研究兴趣。当阵元切换控制信号存在延时时，导向矢量发生改变，从而导致系统测向误差的增加，甚至错误。对延时加以枝正后，能够进行高精度测向。仿真实验的结果表明了理论分析的正确性。     

一种测向阵列天线的研究

介绍了一种测向阵列及其副瓣抑制阵列的工作原理,通过对偶极子天线进行分布加载,显著展宽其频率带宽,控制各阵列单元间距和相移量,实现了5∶1带宽内交叉波束的高精度测向和测向阵列的副瓣抑制。     

宽带相控阵测向技术研究

相控阵天线要实现宽带处理一直是一个难题,带宽宽天线波束指向会发生偏移,由于孔径渡越会引起信号发生畸变。通过对带宽影响的机理分析和无源测向机理的分析,提出了一种宽带有源相控阵测向实现方法。利用该方法可以在一定工程可实现的边界约束条件下完成宽带相控阵测向。     

均匀圆阵的测向模糊研究

在高分辨阵列测向系统中,均匀圆阵(UCA)是一种广泛使用的阵列结构。利用均匀圆阵的阵列流形的微分几何作为分析工具,对实际中常用的几种均匀圆阵的测向模糊进行了大量的计算机仿真试验,定量地给出了这些阵列的测向模糊方向和相应的秩,揭示了均匀圆阵的测向模糊性能与其阵元数和孔径之间的关系,得出了一些有实际意义的结论。这对工程应用时均匀圆阵的选择和构造具有很强的参考价值和指导意义,可以避免系统设计的盲目性和随意性。     

多扇区天线阵列中的微带开关设计与实现

在宽带无线网络中,为了扩展传输距离和提升链路速率,天线系统的性能至关重要。提出了一种应用于多扇区天线阵列中的单刀八掷微带开关,工作频段为5．7-5．9GHz,多扇区天线阵列共包括八个扇区,每个扇区天线水平面波束覆盖范围为45°,信号通过单刀八掷微带开关在各扇区天线间进行高速波束动态切换,从而在满足高增益的同时实现了水平360°全向覆盖。单刀八掷微带开关由微带线和PIN二极管构成,通过采用ADSMomentum电磁场仿真工具进行仿真及实际生产并进行测试,结果表明所设计的单刀八掷微带开关的插入损耗、隔离度和驻波比等关键性能指标均达到设计要求。     

一种套筒单极天线组成的宽带测向阵列

介绍了一种加粗的套筒单极天线,并作为测向单元使用。运用HFSS电磁仿真软件进行参数优化,在单元驻波与水平面增益满足工程情况下有效降低了天线高度。将这种套筒单极天线组成圆阵,在得出阵列电磁特性的基础上再运用最小二乘法分析了圆阵测向性能。结果表明,该测向天线阵在灵敏度、测向精度及阵列高度上都有一定的优势,特别适合于一些运动平台安装使用。     

基于累量的方向估计与阵列校正

本文提出了一种基于最大非冗余四阶累量集合的方向估计阵列校正方法，该方法利用了四阶累量阵的所有非冗余信息，并具有对加性高斯噪声不敏感，比传统协方差方法有较强的分辩性能和容差性能的特点。     

互质阵中基于降维求根的波达角估计算法

该文提出互质阵中基于降维求根的波达角(DOA)估计算法。互质阵包含两个稀疏均匀线性子阵,拥有互质的阵元间距和阵元数目。该算法基于子阵间的互协方差,利用较长子阵中的旋转不变性扩展较短子阵的虚拟孔径。然后通过矩阵分块构造噪声子空间,并将来自两个子阵的2维参数估计问题降维为1维求根问题,获得自动配对的2维模糊参数估计。最后由这2维模糊参数可恢复出两组参数,根据互质性从两组参数估计的交集中可以获得无模糊的高分辨率DOA估计。相比互质阵中的联合多重信号分类(MUSIC)算法和联合旋转不变技术(ESPRIT)算法,该算法无需特征分解,复杂度低,但可获得更精确的DOA估计,处理更多的信源,并且对色噪声有更强的鲁棒性。多个仿真结果均验证了所提算法的有效性。     

一种优化非均匀阵列天线测向性能的方法

本论文给出了一种新的优化非均匀天线阵列阵元排布的方法阵元微调法。非均匀阵列天线具有许多均匀阵列天线不具备的优点,可以在节省设备量的同时增加天线孔径,但是利用非均匀阵列天线测向时也容易产生估计模糊。解决非均匀阵列天线估计模糊问题的途径之一就是调整天线阵列的排布。计算机仿真证实,经过微调法优化的非均匀阵列的测向性能有很大改善。     

基于微分几何的平面天线阵列测向精度研究

利用阵列流形的微分几何作为分析工具,构造了实际使用中常见的平面天线阵的几何结构,并对这些阵列结构的测向精度进行了研究和全面仿真。通过比较各种天线阵几何结构的优劣,可以从中选择一种合适的、最优的阵列结构,避免设计的盲目性和随意性。这为超分辨阵列结构的选择和设计提供了一条有效的途径,在实际应用中将具有十分重要的参考价值。