基于共形稀疏阵列的艇载外辐射源雷达性能分析

该文研究了共形稀疏阵列在艇载外辐射源雷达中的应用问题,并分析了艇载外辐射源雷达目标探测性能。鉴于天线在雷达系统中的重要地位,重点分析了稀疏阵列数字波束形成(DBF)天线的布阵方式及天线方向图指标。基于组合巴克码实现艇身稀疏阵列共形布设,提出一种曲线阵列到直线阵列的补偿方法,以获得理想的DBF天线方向图。针对曲线阵列可能存在的形变问题,采用分布式位置和姿态测量系统(POS)进行形变误差测量,经曲线拟合后实施精确补偿。仿真结果表明所提方法的有效性。     

一种实用的毫米波大规模MIMO混合预编码算法

数字模拟混合预编码可以用较少的射频逼近全数字预编码的性能,可以用来解决毫米波大规模MIMO系统中由于射频链路过多造成的硬件损耗和校准问题。为解决传统混合预编码结构难以实现的缺点,该文的混合预编码研究基于一种简单的固定子连接结构。推导了系统可达速率最大,模拟预编码矩阵应满足的条件,从而将混合预编码矩阵设计问题转化为优化问题。采用鸟群算法(BSA)解决此优化问题,求得最优的预编码矩阵。针对模拟移相器分辨率有限的情况,提出一种直接量化的解决方案和一种基于改进的离散BSA的解决方案。仿真结果表明,所提算法能够基于简单结构实现较好的性能;移相器分辨率有限情况下,所提的两种解决方案都是有效的,且基于离散BSA的方案在分辨率较低时性能更优。     

阵列误差下的多输入多输出雷达测向技术

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达收发阵列同时存在阵元互耦效应和幅相误差时目标测向性能下降的问题,提出了一种基于Capon波束形成的测向算法.该方法利用Toeplitz特性降低了参数空间维数,并结合Kronecker积特性将发射和接收阵列的阵列误差去耦合,从而对收发阵列误差进行迭代补偿,最终获得目标方位角的估计.仿真结果验证了所提算法的有效性和可行性.     

低重频数据辅助的近程杂波抑制方法

针对机载非正侧视雷达的距离非平稳杂波抑制问题,提出了一种低重频数据辅助的俯仰预滤波方法,用于滤除距离非平稳的近程杂波.该方法在无俯仰主瓣杂波信号的低重频数据域选取训练样本,并采用自适应俯仰空间频率补偿技术估计协方差矩阵,能够得到较理想的俯仰自适应方向图.推导了近程杂波俯仰维杂波秩的计算公式,为近程杂波抑制提供了理论支撑.在滤除距离非平稳的近程杂波后,能为方位多普勒空时自适应处理器提供距离平稳的训练样本,使其性能明显改善.仿真实验验证了该方法的有效性.     

外辐射源天地波雷达定位方法及精度分析

天地波组合传播模式高频外辐射源雷达受电离层和海洋表面环境、短波段电磁环境及收发配置等诸多因素的影响. 针对该新体制外辐射源雷达的定位问题,研究了天地波组合传播模式下的目标定位模型,提出了一种基于直达波到达仰角的定位新方法,并分别从测量误差理论和几何精度因子(Geometric Dilution Of Precision,GDOP)两方面分析了定位精度与目标方位的关系. 仿真结果表明,在简化定位模型的情况下,利用该方法的定位结果在一定区域内仍然具有较高的定位精度,根据研究结果有针对性地提供了改善定位精度的工程方案.     

MU-MIMO下行链路基于关联干扰的先验式用户调度

该文针对MU-MIMO下行(广播)信道提出一种基于空间子信道关联干扰的先验式调度算法。该方法将用户调度转换为子信道的选择问题,通过综合考虑候选子信道的传输增益,以及候选者与已选的和潜在的、将来可能被选中的子信道间的相互干扰,获得一组相互干扰较小的子信道。仿真结果表明,合理地选取关联干扰参数,该算法能够获得计算复杂度与传输性能的良好折中,有效改善系统和速率。     

海上湍流对雷达波传播影响模拟研究

基于海洋大气近地层相似理论,给出了大气折射指数和微波波段湍流强度垂直廓线模型;基于一维Kolmogorov湍流谱,数值模拟随机瞬变大气折射指数,并将其叠加在大气折射率垂直廓线上,建立了海洋大气近地层考虑湍流影响的大气修正折射率垂直廓线模型.利用海面水文气象观测数据和美国海军高级传播模型,数值模拟了蒸发波导和湍流对雷达波传播和雷达探测性能的影响,发现：海洋大气近地层湍流在一定程度上增大了蒸发波导内雷达波传播损耗,减弱了雷达对海面目标的超视距探测能力;而在蒸发波导高度以上部分空域,湍流效应在一定程度上减弱了雷达波传播损耗;因此,在定量评估舰载雷达探测性能时有必要考虑蒸发波导和湍流的综合影响.

     

降雨环境中多输入多输出地-卫信道相关性研究

利用随机介质中波传播理论研究了随机雨介质中信号的起伏特性,研究了降雨散射环境中,卫星通信多输入多输出（MultiInput MultiOutput,MIMO）信道相关性对多径信道的影响,导出了降雨环境下接收端天线相关系数和发射端天线相关系数的计算公式,并对发射端相关系数和接收端相关系数作了进一步讨论.结果表明:降雨环境下,天线间距、发射频率、降雨率等因素对卫星通信MIMO系统相关系数有着重要影响.     

前视阵高速雷达空时处理方法研究

多普勒严重模糊,训练样本有限是高速平台雷达面临的重要问题,协方差矩阵估计误差以及目标约束误差将使处理器性能严重下降。针对上述问题,该文对前视阵杂波自由度进行了研究,分析表明杂波特征谱与孔径带宽积、时宽带宽积以及空时耦合特性有关。该文提出基于主瓣区域空时多波束的鲁棒空时处理方法,首先通过空时多波束降低杂波自由度,然后利用多普勒区间约束的方法,提高了处理器的性能和系统鲁棒性。仿真实验证明了该文方法的有效性,当样本中存在目标信号时,该文方法相比传统固定约束矢量的方法输出信杂噪比性能平均提高5 dB左右。     

基于双调频斜率的分布式星载雷达波形设计

在分布式星载雷达系统中,为了获得分集增益和高分辨性能,要求各雷达发射的波形具有较强的正交性和较低的多普勒敏感性.通过对双调频斜率(Double Frequency Slope,DFS)信号的自相关性、距离分辨率、互相关性以及多普勒容忍性等性能的研究,推导出该波形各参数之间的关系.在此基础上,结合分布式星载雷达系统的要求提出了基于DFS信号的波形参数设计方法,并设计出具有正交性和低多普勒敏感性的DFS信号波形.研究结果表明：在信号时宽不变的情况下,增大各子信号间的调频斜率差可以提高多个DFS波形间的正交性;而要使DFS波形具有较低的多普勒敏感性,则可以通过增大信号带宽或减小调频斜率差来达到.仿真结果表明：利用波形参数间的相互关系设计出的DFS信号波形,能够较好地满足分布式星载雷达系统的要求.