基于时间调制阵列的全向宽带测向方法

为解决时间调制测向技术中由线型阵列对称性和固定基线长度引入的目标前后向模糊问题和测向带宽受限问题,提出了一种基于五单元时间调制阵列的全向宽带测向方法.通过将一维线型阵列扩展为二维平面阵列,提高空间自由度以区分来波前后向;进一步结合虚拟基线技术,利用相邻单元排布间距的差异性引入虚拟相位差,解决工作频率变化引起的相位差模糊问题,从而实现全向宽带测向的目标.通过数值仿真在3倍频程工作带宽条件下有效实现了360°全向测向,验证了所提出方法的可行性.     

基于时间调制的单通道多基线相位干涉仪测向

基于时间调制理论,提出了一种单通道框架下的多基线相位干涉仪测向方法,其克服了传统相位干涉需要多个射频通道带来的系统复杂度高以及通道幅相不一致性问题.所提方法利用单刀多掷开关周期性接通多基线相位干涉的各天线单元,并从接收信号产生的谐波特征中同时估计多组基线产生的相位差.首先分析传统多基线相位干涉仪测向存在的局限性,然后提出基于时间调制的单通道多基线相位测量方法,最后结合2～8GHz宽带测向需求,设计四基线相位干涉仪并进行仿真.仿真结果显示,在2～8 GHz范围内,测向误差能达到0.1°以内,证明了本文方法的有效性.     

基于谐波分析的两阵元时间调制阵列测向方法

提出了一种利用时间调制阵列分析入射信号谐波特性的测向方法,针对传统的测向系统较为复杂,信号处理计算量大的问题,文中方法采用两个天线阵元和两个单刀单掷开关,在计算过程中使用了离散傅里叶变换减小了信号处理的计算量,数值仿真验证了该方法的有效性,且具有较好的测向精度。     

基于频谱特征分析的多谐波时间调制阵列测向方法

针对基于谐波特征分析的时间调制阵列(time-modulated array, TMA)测向技术中信息利用率低的问题,提出了一种基于信号频谱特征分析的多谐波TMA测向方法.通过分析接收信号的频谱特征,构建了基于信号频谱特征多谐波测向模型,推导了基于频谱特征的来波方向最优线性无偏估计(best linear unbiased estimation, BLUE)表达式,从而提高了测向精度及稳定性.以BPSK信号为例,通过仿真实验验证了所提算法的有效性,同时搭建了工作于S频段的二单元TMA测向系统证实了所提方法的可行性.     

基于时间调制阵列的多波束雷达通信一体化结构及算法研究

为了实现多个电子平台的高效集成,同时缓解无线信道频谱资源紧缺问题,提出了一种结合了时间调制阵列(time-modulated array, TMA)技术和多波束赋形技术的空域多波束雷达通信一体化结构与算法。对传统基于空分的雷达通信一体化技术进行了改进,在增加通信波束的同时,实现了雷达与通信子系统发射功率的独立控制。所提结构由两组加权网络组成,第一组加权网络用于雷达探测,第二组加权网络结合周期性时间调制,用于多用户通信。所提方案可根据实际应用情况,在用户数量,波束控制自由度,硬件复杂度等多个指标之间进行权衡。仿真结果证实了所提结构与算法的有效性,雷达与通信能够独立完成各自的功能且没有相互影响。      

基于谐波特征分析的时间调制阵列测向研究进展

针对近年来发展起来的基于谐波特征分析的时间调制阵列(time modulated array,TMA)测向这一新型无线电测向技术体制,全面总结了其目前的发展现状以及与传统阵列测向体制相比较的优缺点.首先分析了TMA的起源、发展与数学基础;其次总结了基于TMA的测向方法的研究现状;然后对二单元TMA测向、多单元TMA测向...     

多波束测向设备的自动测试方法

本文研究了多波束测向体制设备的自动测试方法,分析了影响多波束测向的因素,设计了对多波束通道一致性和测向性能的自动测试、调试系统,该自动测试、调试系统能快速、准确地测出通道一致性及测向误差精度,找出匹配不好的通道及频段,减少了多波束测向的调试工作,节约了人力,缩短了生产周期。在装备生产的过程中,该自动测试系统得到了重要的应用。     

基于人工神经网络的时间调制阵列谐波波束形成

针对时间调制阵列(time-modulated array, TMA)提出了一种基于人工神经网络(artificial neural network, ANN)的谐波波束形成技术.该技术通过一个由编码器和解码器串联组成的ANN实现时序信息的优化,其中,编码器以目标角度的方向图约束值作为输入,通过在线训练输出对应的激励值;而解码器经过预训练可以实时输出辐射方向图.然后利用训练完成优化后的激励可以获得不同阵元的开关导通持续时间和起始时刻. 8元/16元不同指向TMA谐波波束形成算例仿真结果表明,所提方法可以有效抑制副瓣电平(sidelobe level, SLL),快速精确控制方向图,在目标角度实现高方向性波束形成,同时该方法具有耗时短、鲁棒性好和易调节的特点,有望应用于快速目标搜索和跟踪.     

卫星多波束测向技术

对于星载设备,接收信号大多十分微弱,利用多波束馈源阵列可以实现高增益接收,同时比较相邻波束收到信号能量,再结合每个馈源指向,确定出来波信号方向。由于多波束比幅测向技术具有处理简单,测向精度较高等优点,适合于星载测向设备。     

单通道阵列测向系统的设计与实现

对单通道阵列测向系统的组成及工作原理进行了较为详细的介绍,给出了系统主要参数,将工程实现的FM单通道阵列测向系统进行了实际的外场试验,试验结果表明了系统的有效性。讨论了各种误差和有待进一步研究的问题。     

阵元切换时间对单通道阵列测向性能的影响

单通道阵列采用单个通道贯续接入各阵元进行采样,与常规阵列相比,单通道阵列减少了硬件成本以及通道幅相特性不一致问题对估计性能的影响,但现有研究均未考虑单通道阵列的阵元切换时间对系统性能的影响。为填补这一空白,首先参照常规阵列,明确了单通道阵列中窄带信号的带宽限制及其与单通道阵列阵元切换时间的关系;再以单通道阵列MUSIC算法为例,同时考虑信号带宽与单通道阵列阵元切换时间对单通道阵列协方差阵特性的影响,从理论上推导了单通道阵列MUSIC算法关于扩展相对带宽的一阶估计误差。最后对单通道阵列MUSIC算法与单通道阵列空间FFT算法在不同阵元切换时间下进行仿真,对两种算法测向误差与阵元切换时间的关系进行分析,验证了理论推导结果的正确性。      

多波束测向设备的自动测试方法

本文研究了多波束测向体制设备的自动测试方法，分析了影响多波束测向的因素，设计了对多波束通道一致性和测向性能的自动测试、调试系统，该自动测试、调试系统能快速、准确地测出通道一致性及测向误差精度，找出匹配不好的通道及频段，减少了多波束测向的调试工作，节约了人力，缩短了生产周期。在装备生产的过程中，该自动测试系统得到了重要的应用。     

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。     

基于时域调制反射阵列的波束赋形技术

传统的反射阵利用相控器件与微带线实现波束赋形。为了降低相控成本与系统复杂度,提出基于时域调制阵列波束赋形技术。时域调制反射阵列是一种基于简单可重构反射单元的反射阵,它利用控制可重构反射单元的开与关,达到控制阵列输出,实现旁瓣抑制、波束赋形等功能。通过理论推导及仿真,结果表明,时域调制反射阵可以在不采用传统阵列中的相控器件及馈电网络的前提下,采用最小方差无失真响应波束赋形方法与时间调制法,生成理想的方向图,实现波束赋形功能。此特性将有利于推广波束赋形技术在毫米波频段反射阵的应用。     

罗特曼透镜馈电的多波束阵列系统设计

多波束系统广泛地应用于电子战设备中。讨论了基于罗特曼透镜馈电的多波束阵列系统的设计理论和原则,给出了一个16元罗特曼透镜和凹口天线组成的多波束阵列系统,阐述了馈电透镜和阵列天线的设计过程以及设计中的难题及解决办法。     

基于龙伯透镜的低剖面阵列天线

本文提出了一种利用多个龙伯透镜单元组成的低剖面阵列天线,天线可实现大角度波束扫描。从仿真结果可见,与传统相控阵天线相比,波束扫描范围可扩展到±71°,与具有相同口径面积的基于单个龙伯透镜实现的阵列天线相比,剖面高度和体积重量大大降低。     

基于全相位FFT的稳健型时间调制阵列测向

基于谐波特征分析的时间调制阵列测向方法的正确性与精度严重依赖接收谐波的估计精度. 传统的离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)或快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)在估计谐波的幅相时,由于信号频率通常偏离采样频率的整数倍,会形成栅栏效应,从而引起基于谐波特征分析的时间调制阵列测向的精度降低甚至失效. 针对该问题,本文将全相位FFT引入二单元时间调制阵列接收谐波的分析中,通过提升谐波幅相估计的鲁棒性来提升时间调制阵列测向方法的稳健性. 仿真结果表明,当信号的载频为频谱分辨率的任意小数倍时,提出的全相位FFT时间调制阵列测向方法均能正确测向,且随着信噪比的增加,测向均方根误差收敛至0. 本文工作提升了基于谐波特征分析的单通道时间调制阵列测向方法的稳定性。     

多波束比幅测向系统精度分析

主要介绍了多波束比幅测向系统的组成和工作原理,对影响测向精度的系统噪声、通道幅度特性不一致等因素进行了分析,给出了误差计算公式,并提出了一些提高精度的措施。     

接收机相位特性对单通道阵列测向的影响

为克服多通道系统硬件量大、造价高及通道间幅相不一致时性能恶化等不足，单通道测向系统应运而生。对单通道阵列测向系统的原理进行了较为详细的介绍，定量分析了接收机的线性相位特性对测向的影响，定性分析了非线性相位特性对测向的影响，并给出了解决的办法。模拟实验的结果表明了理论分析的正确性。