相干环境下LCMV自适应阵列抗干扰问题研究

相干干扰环境下,自适应阵列性能会急剧下降,常用的处理方法是空间平滑。然而,采用常规均匀空间平滑的自适应阵列对相干干扰的抑制能力较差,而且会损失阵列孔径。该文提出一种改进的相干干扰抑制方案：首先,提出了一种自适应的加权空间平滑(Weighted Spatial Smoothing, WSS)算法,它将各子阵的相关矩阵进行加权平均,可以最大程度地解相干;然后,在WSS基础上,利用线性约束最小方差(LCMV)准则得到子阵波束形成器最佳权矢量;最后,提出了一种利用子阵间的相位关系对全阵做波束形成的方法。该方案大大提高了阵列对抗相干干扰的能力,同时避免了一般空间平滑后阵列的孔径损失。理论分析和仿真结果说明了方法的有效性和稳健性。     

相干多径环境下的波束形成技术研究

自适应阵列的性能在相干环境下会急剧下降。常用空间平滑技术对接收信号进行预处理。然而,均匀空间平滑不能完全去除信号间的相干性,对相干信号的抑制并不理想。该文根据线性约束最小方差(LCMV)准则,分析了空间平滑基础上的信号子空间投影、正交投影和斜投影三种投影方式的性能效果。仿真结果表明,斜投影有着比信号子空间投影更高的性能,同时比正交投影更易于实现。     

改进的圆形自适应抗干扰天线阵性能研究

针对常用的自适应算法都需要复杂的来波方向估计过程,而且方向估计误差会恶化自适应阵性能的问题,以等间距圆形自适应阵为研究对象,提出了一种改进的自适应方法.通过引入阵列导向矢量,使自适应阵具有了波束搜索能力,避免了复杂的来波方向估计过程,并提出了相应的系统实现方案.最后对该方法进行了计算机仿真,结果表明该方法是有效的.     

一种改进的极化敏感阵列解相干算法

在相干信号源情形下,常用的极化敏感阵列信号处理方法(如参数估计、波束形成等)会出现性能下降甚至失效的现象。该文在极化平滑算法的基础上提出一种改进的解相干算法,通过对各子相关矩阵选择适当的加权系数,使平滑之后的相关矩阵具有Toeplitz的形式,进而消除信号之间的相干性。该文推导了最优加权系数的表达式及最大解相干信号个数,并利用加权平滑之后的相关矩阵完成了参数估计和波束形成。计算机仿真结果表明改进的方法具有比常规极化平滑算法更优越的性能,且适用于非均匀噪声和相干噪声的情况。     

相干信号源自适应波束形成

介绍了常规自适应波束形成的一般理论,并在此基础上分析了期望信号与干扰信号相干时常规自适应波束形成失效原理,引入了空间平滑技术,给出了空间平滑技术去相干的原理和在自适应波束形成上的应用,同时给出了计算机仿真结果。     

一种相干环境下的稳健自适应波束形成算法

针对均匀线阵提出了一种相干环境下的稳健自适应波束形成算法.该算法首先对接收数据采样协方差矩阵进行迭代Toeplitz处理,一方面可实现对相干信号的去相关,另一方面避免了由噪声子空间扰动引起的性能下降;然后利用处理后的矩阵进行基于特征空间的自适应波束形成,从而很好地解决了存在波束指向误差时的相干干扰抑制问题,并且在小快拍情况下也具有良好的阵列输出性能.计算机仿真实验结果证明了该方法的有效性.     

空间平滑自适应阵列的优化

在多路径环境中，空间平滑是消除相干干扰对自适应阵列处理系统影响的有效方法。我们注意到空间平滑自适应阵列的权系数往往是在子阵列上得到的。这意味着存在一些剩余自由度可以用来改善自适应阵列的性能。本文提出了一种新方法，利用阵列自由度使得自适应阵列的响应具有期望的特性。我们指出如何优化空间平滑自适应阵列使得白噪声功率或者阵列的副瓣昼降低。数值结果说明了新方法的有效性。     

CMA自适应阵列在CDMA通信系统的应用

由于CDMA(Code Division Multiple Access)通信系统实施了功率控制，在基带不能直接用CMA进行自适应阵列的波束形成．通过分析CDMA系统的特点，我们提出在接收信号解扩后再应用CMA进行波束形成．这种新的波束形成方法不仅为CMA自适应阵列在CDMA系统中的应用提供了一种途径，而且还能防止CMA收敛到错误信号上，从而提高系统的可靠性．仿真结果表明，与全向天线系统相比，采用CMA自适应阵列的系统性能有了很大的改善，系统的容量得到成倍的增加．在强干扰情况下，虽然CMA的干扰方向信号抑制效应变弱，但其性能改善仍然十分明显．     

对付密集型干扰的波束空间部分自适应处理

波束空间部分自适应处理是一种重要的降维方法，本文进一步从理论上分析了波束空间部分自适应处理的特点，以及辅助波束的选取、波束空间中干扰信号子空间的降维等关键问题，并提出了有效方案抑制密集型干扰。数值计算结果验证了其有效性。     

基于入射夹角的自适应阵列干扰抑制性能评估方法

在一定的干扰损耗下,提出基于干扰与信号的入射夹角的最小值反映自适应阵列干扰抑制性能的评估方法。多个干扰与信号的入射关系难以衡量,因而提出逐个增加干扰的方法实现多个干扰情况下的基于入射夹角的性能评估。以4元阵为例,验证了评估方法的有效性和可实现性。     

CSMG波束形成算法在相干和非相干环境中的应用

讨论了如何将CSMG自适应波束形成算法与空间平滑法相结合，应用到同时存在相干干扰和非相干干扰的环境中。该算法具有空间平滑法和CSMG波束形成算法的优点，能对相干干扰抑制，并且在非相干干扰方向也能形成很好的零陷，大大提高了系统的抗干扰性能。对该算法、普通CSMG算法和与空间平滑算法相结合的MVDR算法进行了计算机仿真，并对仿真结果进行了比较，证明了该算法结构的可靠性和优越性。     

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。     

相干信源波达方向估计的加权空间平滑算法

提出了一种用于空间相干源DOA估计的加权空间平滑算法(WSS，weighted spatial smoothing)。常规的空间平滑算法没有利用子阵输出的互相关信息，而且对相干信源的分辨力较差。WSS算法充分利用了子阵输出的自相关信息和互相关信息，将主阵协方差矩阵的所有子阵阵元数阶的子矩阵进行加权平均，以期提高常规空间平滑算法的分辨性能。文中以加权平滑后等效的信源协方差矩阵的对角化为约束条件，推导了加权矩阵的理论表达式。计算机仿真结果表明，WSS算法与常规空间平滑算法相比具有更高的分辨性能和更低的信噪比门限。特别是在于阵划分较多时其优越性更加明显。     

存在相干信号时的最优波束形成

本文提出一种新的存在相干信号时的最优波束形成方法。该方法首先利用估计得到的期望信号和相干信号 的方向形成变换矩阵,去掉数据中的期望信号和相干信号成分，求得不相关干扰信号的子空间以及其正交子空间，然后得到期望信号和相干信号的合成导向矢量在该正交子空间中的投影矢量，并把该投影矢量作为自适应权矢量。经理论分析表明，这种方法基本上和理论上的最优方法相同。另外，该方法可以适用于任意的阵列结构，并且对期望信号和相干信号方向估计误差具有很强的稳健性。计算机仿真结果证实了本文方法的有效性。     

自适应阵列抗干扰性能的解析定量分析

自适应阵列抗干扰性能常用输出信干噪比(Signal-to-Interference and Noise Ratio,SINR)损失、抗干扰改善因子(ECCM Improvement Factor,EIF)等来衡量,但目前尚缺乏解析的定量分析.为此,采用归纳法理论推导了均匀线阵条件下输出SINR损失、EIF等指标的解析表达式,定量获取了自适应阵列抗干扰性能.仿真实验验证了理论分析结果的有效性及快拍数对自适应阵列抗干扰性能的影响.     

脉冲噪声环境中自适应阵列对信号的跟踪

以alpha稳定分布作为无线信道的噪声模型,基于分数低阶统计量理论采用子空间和近似最大似然的方法,利用整个时隙内的接收信号恢复出期望用户的发射字符。相对于二阶统计量的方法,该方法有更好的韧性和经济的计算量。     

集中式MIMO雷达与相控阵雷达干扰抑制性能对比

针对传统相控阵雷达与集中式多输入多输出( MIMO)雷达的干扰抑制性能优劣问题,对集中式MIMO雷达与相控阵雷达的信干噪比和改善因子进行了对比分析,从理论上研究了两种体制雷达的干扰抑制能力并进行了数字仿真。仿真结果表明,与传统相控阵雷达相比,集中式MIMO雷达通过提升信干噪比输出增强了干扰抑制能力。     

一种改进的平衰落信道特征空间波束形成算法

利用累积量可以估计多用户的空间特征即合成导向矢量，实现空分多址。在小快拍数情况下，累积量方差较大，直接作波束形成，性能较差。本文提出把基于累积量估计出的多用户的空间特征再在二阶统计量估计的信号子空间投影，然后再做波束形成，提高了波束形成的稳健性。仿真结果表明，本算法的性能较求伪逆和直接做波束形成有一定的提高。