软件化雷达中接收通道不一致性的校正方法

针对校正软件化雷达接收通道不一致性的查表法 ,深入研究了接收通道增益的估计方法 ,该方法首先在天线阵列所在平面设置的一个校正源 ,运用信号子空间对信号DOA和通道增益的约束关系对通道增益进行估计 ,在未知校正信号DOA时可通过迭代的方法获得二者的一致估计。仿真证明了该方法的有效性。     

时频干涉仪到达角估计性能分析

传统干涉仪测向是对单个脉冲信号测向的，对于多信号没有分辨能力，对于线性调频等时变频率信号也不能直接应用。本文提出了一种时频干涉仪算法以实现对宽带线性调频信号的到达角（DOA）估计；同时该算法可实现多信号分辨；讨论了通道误差对算法性能的影响；分析表明，通道增益不一致不会造成DOA估计错误，而通道时延的不一致将造成DOA估计错误；给出了通道时延误差校正算法，通过校正可实现DOA的正确估计；计算机仿真结果证实了分析的正确性。     

智能天线阵列的误差分析建模与校准算法

分析了智能天线阵列的工作原理,在智能天线实验平台上对阵列误差的校正算法进行了实验验证。通过与方位无关的校正矩阵校正之后,各阵元通道的复增益趋于一致,波达方向（DOA）估计精度也在误差允许范围之内。结果表明,这种阵列误差校正方法是行之有效的。     

宽带双圈圆阵二维DOA系统中通道复增益估计方法

本文研究了基于双圈圆阵的二维DOA估计系统中通道复增益的估计问题.通过将阵列分割成子阵的办法,将问题转化为线阵系统中信号方向角和通道增益的联合估计问题.运用信号子空间对信号DOA和通道增益的约束关系,在无校准源时,可以得到通道增益的估计.     

基于二阶统计特性的方向向量估计算法的DOA估计

为了减小天线阵流形误差对波达方向(DOA)估计结果的影响,以及克服基于传统盲源分离算法的DOA估计算法不能应用于少通道测向设备的不足,提出一种基于2阶统计特性的方向向量估计算法的DOA估计算法。首先,根据确定性最大似然(DML)估计算法谱函数的特征,构造关于协方差矩阵的酉约束下的优化问题;然后,通过优化该问题获得各个单信号的实际方向向量;最后,将各个单信号的实际方向向量输入到空间谱算法中实现DOA估计。由于将多信号的DOA估计转化为多个单信号的DOA估计,因此在天线阵列流形存在误差时,所提算法比传统的DOA方法具有更好的DOA估计性能。由于所提算法仅需使用协方差矩阵,因此所提算法可应用于少通道测向设备。由仿真实验结果可知,在阵列流形存在误差以及测向设备为少通道测向设备时,与传统DOA方法相比,所提算法的DOA估计的准确度、抗扰度以及分辨率更高。     

基于压缩感知的稳健单通道波达方向估计方法

针对接收阵列射频通道间增益不一致以及系统感知模型与目标角度信息失配等情况下,基于压缩感知(Compressive Sensing,CS)的多目标波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计方法性能下降的问题,提出了一种新的单通道CS-DOA估计方法.引入一种单通道阵列体制,并建立系统模型失配时的DOA稀疏感知模型;将丹茨格(Dantzig Selector,DS)算法和遗传算法相结合,分别对目标角度信息矢量和系统模型失配误差进行交替迭代优化.该方法有效克服了常见CS-DOA方法无法抑制系统模型失配误差的问题,避免了射频通道间增益不一致对DOA估计性能的影响.仿真结果表明:该方法性能优于传统DOA估计算法,能够对任意相关性信号进行有效DOA估计,具有更高的角度分辨力和估计精度.     

通道误差对时频-MUSIC算法性能的影响和校正

提出了修正空间时频分布(STFD)矩阵的到达角(DOA)估计算法,该算法可实现对宽带线性调频信号的DOA估计;分析了通道不一致对算法性能的影响,建立了宽带信号模型的通道误差模型;给出了均匀直线阵列(ULA)情况下通道不一致的无源校正算法,该算法通过先粗测信号DOA,据此将修正STFD矩阵进行变换,变换后矩阵具有Toeplitz结构,通过恢复其Toeplitz结构来实现通道误差校正.     

导航星座对高轨特定目标导航方法

针对当前各种高轨飞行器对导航需求日益增强的情况,提出一种导航星座对高轨特定目标飞行器进行导航的方法。该方法需要在导航星座卫星配备全数字相控阵天线与指向可调的高增益导航天线。相控阵天线接收目标飞行器发射的用于波达方向(DOA)估计的信号,并对该信号的DOA进行估计,使距飞行器较近的多个导航星座卫星估计得到飞行器相对于自身的相对方向。以该方向为基础,导航卫星可以调节自身的高增益导航天线并使其指向特定目标飞行器,发送导航电文信息,从而使导航星座自主实现对高轨目标飞行器的导航任务。假定导航卫星相控阵天线装配于卫星对天面上,以此为基础对同步轨道的目标飞行器同导航星座各卫星相控阵天线的可见性进行了仿真分析,并在目标可见的基础上对二维DOA估计精确度进行了计算,验证了方法的可行性。     

一种新的二维MUSIC算法的研究

提出了一种新的基于垂直阵列结构的二维MUSIC方法来估计信号的DOA(direction of arrive)，此方法只需三个均匀直线阵就可估计用户的二维DOA。该方法利用其中的一个直线阵来组合两个线阵分别估计的一维DOA，大大改善了DOA的估计性能。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一种均匀线阵的通道校正方法

阵列天线各通道幅度增益和相位误差使得高分辨率的参数估计算法的性能下降,特别是相位的误差,将会引起参数估计的偏离。所以对于各通道的校正是很有必要的。提出了一种均匀线阵通道的校正方案,用于降低各信道的不一致性。方案的基本思想是在阵列满足远场的位置放置一个RF辐射源。通过对RF的开、关,得到RF信号的相关矩阵R,用于各通道的不一致性估计。该方案校正过程中RF将进行一次频率切换,可以通过RF将其切换信息传送给校正阵列。以DOA（波达方向）估计为例,通过计算机仿真,可以看出方案的有效性。     

一种均匀圆阵幅相及互耦误差校正算法

阵元幅相、互耦误差对阵列DOA估计性能产生了严重影响。文章结合误差模型,提出了一种结合校正矩阵特殊结构设定约束条件的误差校正算法,进行的约束设定能够有效避免重复的无益估计过程,减少了运算复杂度,方法简便、快捷,且无需知道辅助源的精确位置信息便能够精确估计出误差参数及来波方位,最后通过仿真试验说明了算法的有效性。     

Direction-of-arrival estimates in the presence of wavelength, gain,and phase errors

Direction-of-arrival (DOA) estimation using an array of sensors relies on an accurate characterization of the array manifold. In the absence of characterization errors, established techniques like MUSIC can be shown to perform well both theoretically and in simulation. However, in the presence of unknown sensor and/or source characteristics, the performance of most methods degrades significantly. We consider the problem of estimating gain and phase errors of an array of sensors whose physical positions are known. Our algorithm assumes that the gain and phase characteristics of the sensors are independent of DOA and employs multiple calibration sources with known DOA's. It differs from other algorithms in that the signal wavelengths are unknown. A least-squares formulation of the problem is then shown to be NP-complete, implying that an efficient solution is unlikely to exist. An implicit, enumerative technique is used to obtain the exact solution. For the special case of collinear sensors, we further show that an inherent ambiguity in the model prevents exact phase characterization unless the wavelength of one calibration source is assumed known. A theorem is presented relating the error in DOA to the difference between the assumed and true wavelengths of this calibration source. Simulation results are presented for both noncollinear and collinear arrays     

空间谱估计中误差自校正方法研究

阵列误差一直是空间谱估计理论实际应用的一个主要瓶颈。该文提出了一种新的阵列误差自校正方法,结合有源校正与在线自校正理论和方法,通过利用一个空间位置方位不需要精确可知的辅助信号源,利用优化算法完成信号源角度以及阵列复增益误差的联合估计,然后将估计的阵列误差参数应用到其后的空间谱估计中。这种自校正算法具有准确度高的优点,并且属于离线算法,一方面避免了传统的有源校正方法对辅助源位置方位精度的严格要求,同时避免了在线自校正算法的大计算量,可以应用到实际空间谱估计中。      

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.     

Eigenstructure methods for direction finding with sensor gain and phase uncertainties

An eigenstructure-based method for direction finding in the presence of sensor gain and phase uncertainties is presented. The method provides estimates of the Directions of Arrival (DOA) of all the radiating sources as well as calibration of the gain and phase of each sensor in the observing array. The technique is not limited to a specific array configuration and can be implemented in a'ny eigenstructure-based DOA system to improve its performance.This work was supported by the Army Research Office under Contract No. DAAL03-89-C-0007.     

Robust Capon-based direction-of-arrival estimators in partly calibrated sensor array

In this paper a problem of direction-of-arrival (DOA) estimation in partly calibrated sensor arrays is considered. It is assumed that a sensor array consists of subarrays with full inner calibration and unknown intersubarray distortions. Capon-based methods are proposed for DOA estimation as suitable techniques have robustness to intersubarray distortions. These methods are an extension of robust Capon beamformer developed for partly calibrated array to the DOA estimation. The simulations validate efficiency of the proposed algorithms.     

浅水多途环境下地震波传感器二维DOA估计

利用单个三轴地震波传感器可对水中目标进行被动探测和定位,为了提高地震波传感器的目标分辨能力,将MUSIC算法用于单地震波传感器的方位估计中。针对传统MUSIC方法在相干信号源条件中性能下降的问题,提出斜投影极化分离方法对水中多径传播信号进行分离,在不同的极化状态空间对目标的空间谱进行估计实现水中目标的高分辨方位估计。仿真结果表明,该方法依靠单个地震波传感器便可实现浅水多途环境下的高分辨方位估计。湖试数据的处理结果验证了该方法的有效性。     

一种阵列天线阵元幅相、位置误差校正方法

针对毫米波热辐射信号弱的问题,该文提出一种对存在阵元幅相、位置误差的线阵进行校正的方法。该文基于低信噪比(SNR)的阵列误差模型,利用单个校正源,其信源方向未精确已知,通过旋转天线阵列在多个校正方位测得校正数据,并估计出阵元幅相、位置误差参数,从而对阵列中的阵元幅相、位置误差进行联合校正。该方法运算复杂度低,具有较高的估计精度,校正性能良好。理论分析和计算机仿真结果表明了该文方法的有效性。