基于BesseI函数的频率不变波束形成器设计

提出了一种波束宽度不随频率变化的波束形成方法。该方法只需要使用一个真实阵列，通过变换产生多个虚拟阵列的输出，每个虚拟阵列都与参考波束相近。该方法简单且易于实现，只需用传统的窄带阵列设计方法在参考频率下设计基阵来满足对波束图的要求。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于Bessel函数的频率不变波束形成器设计

提出了一种波束宽度不随频率变化的波束形成方法。该方法只需要使用一个真实阵列,通过变换产生多个虚拟阵列的输出,每个虚拟阵列都与参考波束相近。该方法简单且易于实现,只需用传统的窄带阵列设计方法在参考频率下设计基阵来满足对波束图的要求。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于Bessel权向量的宽带波束形成器

针对均匀线阵接收宽带信号产生的方向图畸变问题, 提出了一种基于Bessel权向量的宽带波束形成器.从截断后的Bessel级数展开式与均匀线阵的方向图函数相似的特性出发, 推导Bessel级数的截断位置与阵列单元数的关系, 并确定使用第一类Bessel函数设计均匀线阵的权向量.仿真结果表明:应用Bessel权向量后, 在1~3 GHz频率范围内, 均匀线阵可以无失真地接收宽带信号, 不同频率的方向图函数幅值与期望方向图函数幅值的相对误差降低到10-3以下, 且单元越多相对误差越小.与现有方法相比, 本方法直接利用截断后的Bessel级数展开式系数设计权向量, 计算简单且精度高.     

数字波束形成器的FPGA实现

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物，其广泛应用于阵列信号处理领域，本文介绍了数字波束形成器的基本原理及其FPGA的实现结构。     

频率不变波束形成技术的研究进展

频率不变波束形成（FIB）技术可以在所有频率范围内不失真地接收到来自空间某一方向的宽带信号。文中综述了频率不变波束形成技术的研究进展,主要包括基础的采样率法、贝塞尔函数法、新型傅里叶变换法和同心圆阵列方法等。分析了相关的波束形成原理,比较了其特点,最后得出了相关结论。     

基于稀疏约束和SRV约束的宽带自适应波束形成

针对传统的宽带MVDR自适应波束形成中,抑制干扰的同时会抬高旁瓣电平,且过多的线性约束会导致波束输出的SINR性能下降的问题,提出了一种基于SRV约束和稀疏约束的低旁瓣、高增益宽带自适应波束形成方法.该方法在窄带MVDR自适应波束形成基础上,通过增加波束图稀疏约束来降低波束的旁瓣电平,同时利用空间响应偏差(SRV)约束将窄带算法推广到宽带MVDR 自适应波束形成中,极大地降低了算法的复杂度,改善了波束输出的SINR 性能.与传统方法相比,该方法在降低宽带波束的旁瓣电平的同时,还具有良好的干扰抑制效果.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

恒定束宽波束形成器的设计和仿真研究

本文提出一种基于均匀一致性六瓣级的设计方法,在求出宽带信号实现恒定束宽所须的频率响应后,通过一组ＦＩＲ滤波器来拟合该频率响应。该方法不公能用于一般的等间隔直线阵,而且当阵元存在指向性且位置不精确时,也能较好地实现恒定束宽计算机仿真表明了该方法的可行性。     

最大稀疏稳健恒定束宽波束形成器设计

为了降低宽带阵列恒定束宽的实现复杂性,在分析宽带阵列稀疏性的基础上,构造了以阵元和抽头延迟线(TDL, tapped delay line)稀疏性的凸组合为目标函数,满足恒定束宽约束的波束形成器优化模型,降低了所需的阵元和TDL个数。引入重加权机制,通过序列凸优化,使稀疏性递增并收敛到最大值,证明了保证波束形成器稳健性的范数约束与最大TDL稀疏目标函数之间的等价性。仿真结果表明,可用较少的阵元及TDL个数获得相同的恒定束宽性能,具有工程实用价值。     

基于空间响应偏差约束的最小二乘宽带波束形成

针对常规最小二乘宽带波束形成中存在波束响应不满足频率不变特性和干扰方向零陷无法控制的问题,提出了一种基于空间响应偏差约束的最小二乘宽带波束形成方法。该方法通过对阵列空间响应在指定的宽频段和方位范围内施加约束,来控制阵列波束响应的频率不变特性,同时增加一系列的线性约束,可以实现旁瓣电平和干扰零陷的灵活控制。在全方位约束和仅主瓣方位约束两种情况下,均能有效改善宽带波束的频率不变性能,并能在干扰方向上准确形成深零陷。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

嵌入式波束形成器的实现

讨论了时域嵌入式波束形成器的结构、算法、结合TMS320C6201的硬件条件优化数据搬移流程等问题,并最终给出波束形成器的EVM板仿真结果.     

基于权值约束变换误差的虚拟阵列波束形成

针对内插变换应用于波束形成时,适用角度范围受限的问题,提出了一种利用权值约束变换误差的改进算法.该方法将权值和变换误差约束为近似正交的关系,在虚拟阵列接收信号的协方差矩阵上加载变换误差协方差矩阵,改善了变换误差过大时波束形成性能下降的问题.仿真结果表明,改进后的算法应用于大角度内插变换波束形成时,在干扰处仍能形成稳定的较深的零点,增加了虚拟阵列波束形成的输出信干噪比（Signal to Interference and Noise Ratio,SINR）.与现有方法相比,该方法增加了内插变换应用于虚拟阵列波束形成时的适用角度范围,且能够补偿阵列本身带来的误差,计算复杂度较低.     

一种分数相关尺度畸变不变识别新方法

推导了“菲涅耳衍射透镜相位变换”及“透镜相位变换菲涅耳衍射”两种光学单元所遵从的约束关系,并基于此提出了一种分数相关尺度畸变不变识别方法。数值模拟试验结果表明,对于一个尺度畸变的待识别输入,当传统相关已无法正确识别时,该方法仍能够较好地识别畸变目标。     

基于改进DFT相位差的正弦波频率估计

针对基于离散傅里叶变换( DFT)相位差的正弦波频率估计方法对频偏敏感的问题,提出了一种改进DFT相位差频率估计方法。首先推导了DFT相位差法频率估计的均方误差,然后提出了基于Rife插值的改进DFT相位差频率估计方法,较好地解决了正弦波频率估计对频偏敏感的问题。仿真实验结果表明,改进方法在各种频偏下均能取得较高的估计精度,估计性能接近克拉美罗限( CRLB)。     

有源相控阵天线发射方向图测试简易方法

有源相控阵天线需要对接收和发射两种状态的天线方向图进行测试。现有天线测试远场只能进行接收态的方向图测试,介绍了在远场进行发射态方向图测试的一种简易方法。利用远场的测试转台和发射喇叭,使用频谱分析仪接收有源相控阵天线发射的数据,编制测试软件采集处理数据,即能实现有源相控阵天线发射方向图的测试。该测试方法简单易行。     

频域宽带波束形成器优化设计

将常规频域宽带波束形成运用到电子战侦察系统存在一个问题：分块DFT处理会造成时域输出波形在块衔接处产生周期性失真,影响系统对信号时域参数的检测。为解决上述问题,在分析失真产生原因的基础上提出采用交叠DFT处理对传统方案予以改进,该方法首先对预处理数据进行交叠分段,再完成DFT运算及后续窄带处理。最后的仿真通过对比改进前后方案时域输出波形的保真度,验证改进后方法能有效缓解时域输出波形失真对系统的影响,并为工程实现提供了依据。     

一种基于CRS插值的频偏估计方法

针对正交频分复用系统对频率偏移异常敏感导致接收机无法正确解调信号的问题,提出了一种小区特定参考信号(Cell-special Reference Signal,CRS)改进的频偏估计方法。首先,对发送的CRS与接收的CRS进行互相关运算,得到信道估计值;然后,对CRS在频域进行插值,使得每个时隙中不同OFDM符号对应子载波位置的参考信号相同;最后,对两个不同OFDM符号中的参考信号部分进行相关性运算,求出频偏。与基于CRS的频偏估计方法相比,该方法用信道估计值做互相关运算,消除了噪声和多径干扰带来的影响;通过对CRS进行插值,提高了频偏估计精度;通过减小计算相关性的两OFDM符号间的距离,使频偏估计范围由\[-1 kHz,1 kHz\]扩大到\[-1.75 kHz,1.75 kHz\]。     

频率方向图复合可重构寄生单极子天线阵列

提出了一种能应用于无线通讯系统的新型介质支撑开关寄生阵列天线。基于八木天线原理,天线可以实现频率及方向图的复合可重构。所引入的开关用来切换不同状态的工作频率并实现方向图的扫描。地支结构用来改善天线的阻抗匹配并展宽频带。测量结果表明：天线阵列可以在保证回波损耗小于-10 dB的情况下完全覆盖1710~1880 MHz、1850~1990 MHz及2400~2480 MHz三个移动通信频段,并可以方便地实现频率切换及方向图扫描。     

基于DPSO算法的半球共形阵方向图综合

针对共形阵列天线方向图综合所需迭代次数大,且算法的收敛对初始值敏感问题,本文采用DPSO算法对半球共形阵赋形方向图综合进行了研究,通过对半球共球阵模型的建立,推导了所建模型的方向图函数。仿真结果表明,DPSO算法能够较快地综合半球共形阵的赋形方向图,是一种高效且实用的综合算法。     

频控阵特征及应用前景综述

频控阵是近年来提出的一种新体制阵列技术。与传统相控阵不同的是,频控阵通过在不同通道附加很小的频偏,使其波束图在远场成为随位置、角度和时间变化的函数。频控阵这种新波束的特征产生许多新的功能,具有很多独特的应用优势和广阔的发展应用前景。首先介绍了频控阵发展历程和基本原理,然后分析了频控阵技术实现难点,最后指出了频控阵可能的应用和发展方向。     

基于Zadoff-Chu序列的频控阵稳健波束成形方法

不同于传统相控阵,频控阵（Frequency Diverse Array,FDA）在所有阵元间引入频率偏差,可以生成具有精准指向特性的点状辐射方向图,有效克服传统相控阵方位角相关性导致的接收方向射频信号安全性下降的问题。作为与传统相控阵的本质区别,FDA阵元频偏设置直接影响FDA辐射方向图的形状。为了生成理想的点状方向图,提出了一种Zadoff-Chu FDA（ZC-FDA）稳健波束成形方案,利用Zadoff-Chu序列调整阵元频偏,消除FDA辐射方向图周期性,抑制距离-方位角耦合性。与现有FDA系统相比,ZC-FDA方案在理想点状辐射方向图生成和波束旁瓣水平抑制方面具有明显优势。