基于均匀圆阵的幅相误差自校正算法

针对实际应用中普遍存在的阵列幅相误差扰动问题,结合子空间类波达方向估计算法,以均匀圆阵为基础,提出了一种幅相误差的自校正算法。先利用均匀圆阵协方差矩阵的结构特点对幅相误差进行初步估计,再通过迭代方法得到更精确的估计值,自校正方法无需任何参数初始值,实现比较简单。仿真实验验证了算法具有良好的误差校正效果,能够比较准确的估计出波达方向角和幅相误差值。     

基于L型阵列的幅相误差自校正算法研究

针对实际应用中普遍存在的阵列幅相误差扰动问题,结合子空间类波达方向估计算法,基于L型阵列,提出了一种幅相误差的自校正算法。先利用均匀阵列协方差矩阵的结构特点对幅相误差进行初步校正,再通过迭代方法得到更精确的估计值,自校正方法无需任何参数初始值,实现比较简单。仿真实验验证了算法具有良好的误差校正效果,能够比较准确地估计出波达方向角和幅相误差值。     

色噪声背景下的阵列幅相误差自校正算法

针对色噪声环境下的阵列幅相误差自校正问题,提出一种适合任意阵列的幅相误差自校正算法。该算法首先在每次迭代开始前利用H∞滤波方法得到稳健的DOA估计值,然后给出一种幅相误差最优初始值的估计方法求解出幅相误差的次优解,最后基于交替加权最小二乘算法,分别对幅相误差和噪声功率进行估计。理论和仿真实验均表明该算法不仅迭代次数少,且具有较好的参数估计性能。     

基于多次观测的机载天线阵列幅相误差自校正方法

针对有源幅相误差校正方法需要已知校正源位置,以及迭代自校正方法依赖初值选取等问题,提出了一种信号源位置未知条件下机载天线阵列幅相误差的自校正方法。所提方法利用机载阵列随机载平台运动过程中的多次观测数据,通过挖掘多组观测数据的特征空间结构,将外辐射源位置和阵列的幅相响应进行分步估计。所提算法在幅相响应的估计过程中,也完成了对辐射源的定位。同时,所提方法对机载平台运动轨迹、阵列具体几何形式均未做特定限制。仿真实验结果表明,当信噪比大于5 dB时,所提算法对阵列幅度误差的估计误差小于0.5 dB,对阵列相位误差的估计误差小于2°,验证了所提算法的有效性。     

均匀线阵幅相误差和互耦效应的自校正

阵列的幅相误差和互耦效应严重影响了超分辨谱估计的性能,需要进行校正。由于均匀线阵的特殊结构,目前所采用的自校正算法呈现了多解性。分析了对均匀线阵进行自校正出现多解性的原因,在此基础上,提出了先用经典自校正算法实现互耦误差和幅度误差校正,然后用约束条件解决相位误差估计模糊的校正算法,该算法很好地解决了自校正算法对均匀线阵出现的多解性问题;利用仿真方法,验证了算法的性能。     

基于辅助阵元的方位依赖幅相误差最大似然自校正：针对确定信号模型

针对确定信号模型条件下方位依赖幅相误差的自校正问题,给出了一种基于辅助阵元的方位依赖幅相误差最大似然自校正方法;针对最大似然估计器中出现的高维非线性优化问题,推导了一种改进型交替投影迭代算法,从而实现了信号方位和方位依赖幅相误差的优化计算.此外,还推导了信号方位和方位依赖幅相误差的无偏克拉美罗界(CRB).仿真实验结果验证了新方法的有效性和优越性.     

空间非平稳噪声环境下阵列通道幅相误差自校正算法

本文针对空间非平稳噪声环境下的阵列通道幅相误差问题提出一种自校正算法.该算法可以有效估计噪声相关矩阵,同时对通道幅相偏差和信源DOA作初步估计;进而在此基础上进行迭代过程,进一步校正通道幅相偏差的同时得到更精确的DOA估计值.理论分析和仿真结果均表明该算法的有效性.     

校正源方位存在偏差时的幅相误差顽健校正算法

针对校正源方位偏差会影响幅相误差校正精度这一问题,在假设校正源方位偏差的概率分布已知的条件下,依据子空间拟合准则和Bayesian估计理论框架,给出了一种抑制校正源方位偏差的幅相误差顽健校正算法。该算法可在无需估计校正源方位的情况下,通过计算某实对称矩阵最小特征值对应的特征向量获得幅相误差的顽健估计。推导了参数估计的CRB(Cramer-Rao bound),分析了顽健算法的渐近性能以及Cheng方法在校正源方位有偏差时的渐近性能。理论分析和仿真实验均表明:在一定条件下,所提出的算法的渐近性能可达到CRB,并且优于Cheng方法的渐近性能(当校正源方位有偏差时)。     

一种矢量传感器阵列误差的自校正算法及DOA估计

突破大多数阵列误差校正技术针对标量传感器阵列误差模型的限制,提出一种对电磁场矢量传感器阵列误差进行自校正的方法。该方法针对存在方位依赖阵元幅相误差的矢量传感器阵列模型;所提算法基于子空间的思想可对任意极化状态多源信号的信源方位、极化参数和对应的阵元幅相误差进行无模糊联合估计;该方法适用于具有任意几何结构的矢量传感器阵列,仿真试验表明了该算法的有效性。     

基于辅助阵元的近场源幅相误差校正算法

针对近场源的定位及阵列幅相误差校正问题,该文提出一种基于均匀对称阵列利用辅助阵元矢量重构解耦合的幅相误差校正方法。通过重构虚拟阵列实现距离参数的分离,再通过对虚拟阵列导向矢量的变换实现方位和幅相误差之间的解耦合;最后通过对实阵列导向矢量的变换,实现距离与幅相误差的解耦合,从而实现对近场源的方位角、距离以及阵列的幅相误差系数的级联估计。仿真结果表明所提算法相比现有算法运算量小,方位及距离参数估计精确,幅相误差校正精度高。     

稀疏平面阵列幅相误差估计算法

稀疏阵列存在模糊特性,导致当阵元幅相误差或位置误差存在时,无法直接应用传统的ISM方法.针对这一缺陷,文中借用线阵中基于介质解模糊的DOA估计算法原理,将该算法推广至二维稀疏平面阵列,通过引入抑制度的概念深入研究了介质参数对抑制效果的影响,并进一步将该算法与经典ISM法相结合,提出了一种新的稀疏平面阵列幅相误差估计算法...     

一种联合修正的稳健Capon波束形成算法

指出了水平定向天线阵波束形成的主要难点,没有固定相位中心和受交叉极化来波的影响。阵列受随机性误差使得导向矢量存在较大失配,从而导致传统Capon算法性能下降甚至失效。在阵列误差模型下,给出了基于协方差矩阵与导向矢量联合修正的稳健Capon波束形成算法。该算法首先基于收缩得到一个增强的协方差矩阵,然后通过最大化Capon输出功率实现对导向矢量的修正,同时增加二次型约束防止修正的导向矢量接近于干扰导向矢量上。该算法可转化为二次约束二阶规划问题,并通过凸优化进行求解。仿真结果表明,该算法对天线阵模型中误差矩阵具有一定的稳健性,且较其他稳健算法具有较好的性能。     

基于FFT系数的正弦信号频率估计算法

针对基于FFT系数实部的频率插值算法在峰值谱线相位接近于±π/2时频率估计误差较大的问题,提出了一种改进的正弦信号频率估计算法。该算法首先利用FFT系数的实部和虚部序列索引出峰值谱线位置,然后根据峰值谱线的相位,选取实部与虚部序列中幅度较大的序列进行频率插值。仿真结果表明：在信噪比为3 dB、采样点为128的情况下,整个频段上归一化频率估计误差均方根小于0.02,接近Cramer Rao下限,整体性能优于基于FFT系数实部的频率插值算法和Rife算法。改进的算法频率估计精度高,计算量小,易于硬件实现。     

HF雷达阵列信道幅相特性的一种估计方法

使用空间谱估计中的多信号分类（MUSIC）算法探测信号到达角，阵列天线互耦系数和信道相位精度直接影响到达角的精度和分辨率，对相控阵雷达无须远/近场辅助信号源估计多个信道幅相值的方法进行了研究。并将此方法用于浙江舟山高频地波相控阵雷达系统，首先对阵列天线互耦系九进行测量估计，然后对系统的信道幅相值进行了实测估计和补偿，证明使用的方法是正确的。     

毫米波热辐射阵列的空间谱估计阵列误差模型研究

将空间谱估计算法应用于毫米波热辐射阵列接收系统对目标进行超分辨率探测,需要解决目标热辐射信号弱及阵列误差使性能下降这两个主要问题.为此,建立了低信噪比阵列误差模型,该模型综合考虑了通道幅相误差对信源和通道噪声的影响,推导出由它们所造成的阵列接收数据自相关矩阵的特征值扰动范围和信号特征向量空间误差距离.利用该模型提出了一种通道幅相误差校正算法,使得高分辨率的空间谱估计算法能够很好地应用于毫米波热辐射阵列接收系统,并通过实验验证了新模型及校正算法的正确性和有效性.     

Single-snapshot robust direction finding

The paper presents a novel approach for recursively estimating the directions of arrival of incident signals as measurements are received along a sensor array. Using a single snapshot and without any statistical assumptions, the proposed method employs a robust performance criterion, which is based on worst-case gain minimization. The criterion aims to reduce the estimation error induced by worst-case amplitude and phase perturbations as well as additive noise in the array model. An algorithm that guarantees the criterion-within a first-order approximation-is developed and shown to converge. Moreover, instead of using a trial-and-error method to find a constant, minimum worst-case gain, the minimum worst-case gain is updated as each sensor measurement is processed. A step-by-step implementation of the algorithm is presented, and its computational complexity is analyzed. The performance of the new approach is evaluated by simulating the estimation algorithm for a linear array and comparing its performance with that of an existing single-snapshot algorithm.     

基于联合奇异值分解的二维DOA估计

文章设计了一种新型三维立体阵列并基于该阵列形式提出了一种基于联合奇异值分解的二维DOA（Direction Of Arrival）估计算法。该方法利用三维立体阵,与平面阵相比大大提高某些方向上的测角精度,在方法中使用了子阵列之间的互相关而不是传统的子阵自相关,有效减小了噪声的影响,提高了估计精度,并且利用联合奇异值分解实现了快速配对。最后数值仿真结果证实了所提方法在增加了估计范围,提高了估计精度。     

基于模拟退火算法校正天线阵列位置误差

天线阵元的位置误差会影响阵列所接收到的信号相位。基于特征值分解的DOA估计算法对信号的相位误差非常敏感,因此有必要对阵元位置误差进行校正。文中提出一种基于模拟退火算法的校正方法对阵元位置误差进行校正,其优点是所需的辅助信号源数目较少,算法稳健性较好,并且适用于任意形式的天线阵。计算机模拟结果表明该方法是有效的。     

通道误差对波束形成性能的影响分析

阵列信号中通道误差的存在会影响波束形成算法的性能,使其不能正常工作。通过对通道间及通道带内幅相误差建模,分析其对波束形成的影响。通过对波束形成算法理论分析并结合实际应用情况,通道间幅相误差影响波束形成的波束幅度,不影响波束相位;通道带内幅相误差,会同时影响波束幅度和波束相位。本文给出通道带内误差的校正方法,通过计算机仿真证实本文所分析结果的正确性。     

基于软件无线电架构的智能天线幅相校准

针对天线阵对多通道幅度和相位一致性的要求,在基于软件无线电(Software Defined Radio,SDR)架构的智能天线基础上提出了射频通道幅相测算和板级幅相测算相结合方案,具备幅相慢变特性的射频通道采用离线参数法,而板上多通道采用在线测算法,并采用星座旋转算法实现了相位校准.最后通过现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)模块仿真验证了该校准方法的正确性,并分析了系统误差来源及规避方法,为多通道系统幅相校准提供了工程化应用基础.