基于协方差矩阵修正的主瓣干扰抑制优化方法

针对基于阻塞矩阵实现主瓣干扰抑制而导致的波束畸变和探测盲区问题,提出基于协方差矩阵修正的主瓣干扰抑制优化方法。该方法首先通过阻塞矩阵构造协方差修正因子;然后利用修正因子对阻塞矩阵预处理后协方差进行修正,减小协方差矩阵失配;最后采用修正后的协方差实现对主瓣干扰抑制方法优化,减小波束畸变和探测盲区,达到预期的干扰抑制效果和检测效果。数值仿真和数据处理验证表明,该方法通过对阻塞矩阵预处理后协方差矩阵进行修正,优化了基于阻塞矩阵预处理的主瓣干扰抑制方法(干扰阻塞算法),能够对强干扰相邻3°的弱目标实现有效检测,有效降低了干扰阻塞算法形成的"宽凹"或"凸"字形波束对不同方位区间目标检测结果的影响,实现了波束校正,减小了探测盲区。     

宽带恒定束宽波束形成的主瓣干扰抑制算法

在宽带波束形成技术中,当系统存在主瓣干扰时,通常会导致主瓣畸变、副瓣电平抬高,波束性能严重下降。传统的宽带恒定束宽波束形成算法只能做到主瓣保形,不能有效抑制干扰。因此,提出一种有效抑制主瓣干扰的宽带恒定束宽波束形成算法。该算法构造分频段阻塞矩阵,在数据域实施干扰相消预处理;补偿预处理带来的信号包络误差,在各频段频率中心采用二阶锥规划方法实现宽带波束的恒定束宽设计。该算法在实现期望信号无失真接收的同时,能有效抑制主瓣干扰。应用计算机仿真验证了该算法的有效性。     

基于最小方差无畸变波束形成器的检测前跟踪

针对常规纯方位目标运动分析的检测前跟踪算法中,估计功率方位图的常规波束形成器分辨率低、图像质量差,提出了基于最小方差无畸变波束形成器来估计功率方位图的检测前跟踪方法。该方法采用分辨率高、干扰抑制能力强的最小方差无畸变波束形成器(MVDR)形成功率方位图(PBM),由此对各种可行路径进行时间非相干积分,在低信噪比下完成运动目标的检测和运动参数估计。湖试采集数据分析结果表明:与基于常规波束形成的检测前跟踪方法相比,该方法形成的PBM图像分辨率和旁瓣抑制能力更高,可极大减小后续可选路径的计算量。     

基于声矢量自适应干扰抵消的逆波束形成

为得到目标清晰的时间方位历程图,提出了一种将基元域声矢量自适应抵消技术与逆波束形成(IBF)相结合的方法。IBF可以得到窄的主瓣,同时可以提高对邻近目标的方位分辨力,采用声压与振速分量组合(p+vc)作为基元域自适应抵消的参考信号,可避免端射方向不再是探测盲区。对算法进行了海试实验验证,结果表明该方法既能有效地将本艇的固定方位(本艇自噪声)干扰抵消,又可以降低目标的时间方位历程图干扰背景,使时间方位历程更加清晰,同时也可以提高p+vc的抗左右舷模糊性能。     

深海环境下利用噪声抵消器和经验模态分解的拖船干扰抑制方法

针对深海环境下拖船自噪声在靠近端射和非端射方向产生的多途角扩展干扰影响拖曳声纳探测性能的问题,提出一种利用归一化最小均方误差(Normalized Least Mean Square, NLMS)噪声抵消器和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)的拖船干扰抑制方法。通过借鉴逆波束形成(Inverse Beamforming, IBF)的思想,对靠近端射方向的干扰波束进行相位补偿,重构出时域干扰信号,并将其作为自适应噪声抵消器的输入信号,基阵接收信号作为期望信号,利用NLMS方法调整滤波器的权值,进行初步干扰抑制。在此基础上通过EMD对噪声抵消器的输出结果进行分解得到多个本征模态(Intrinsic Mode Function, IMF)和残余分量,再利用匹配滤波方法筛选出用于重构拖船噪声的IMF,并在阵元域抵消完成干扰抑制,其中匹配模版为靠近端射方向频域干扰波束逆傅里叶变换得到的时域干扰信号。仿真数据和海试数据分析结果表明,与其他方法相比,所提方法能够大幅度抑制拖船自噪声产生的多途角扩展干扰,提升拖曳声纳在干扰盲区内对弱目标信号的检测能力。     

基于分子阵预处理的最小方差无畸变响应波束形成方法

针对最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成中背景噪声和旁瓣级对弱目标检测影响问题,提出了基于分子阵预处理的MVDR波束形成方法。该方法首先对线列阵接收数据进行分组处理;然后按搜索角度对各组数据进行相移、相加处理,得到一组新数据;最后按MVDR波束形成思想对该组新数据进行处理,可得到低背景噪声和旁瓣级波束。理论推导分析、数值仿真和实测数据处理结果均表明,该方法对线列阵接收数据进行了分子阵预处理,相比MVDR波束形成,有效提高了线列阵接收数据协方差矩阵中信号含有量和信噪比,输出背景噪声级和旁瓣级得到了10dB以上的改善,降低了背景噪声和旁瓣级对MVDR波束形成检测弱目标的影响,提高了MVDR波束形成对弱目标的检测效果。     

远程预警相控阵雷达回波视频仿真研究

为了满足波束数据率和探测距离的双重要求,远程预警相控阵雷达通常采用多波束技术,一般为分时串行多波束发射和并行多波束接收.信号产生与处理是雷达仿真系统的重要组成部分,研究了远程预警相控阵雷达回波视频仿真技术,给出了雷达多波束线性调频回波信号模型.根据调度提供的目标位置、波束指向和波形参数,模拟目标回波,并分析了目标的测量位置分布特点.相参数字视频信号仿真证明了多波束信号模型和相关分析,再现了多波束信号的处理过程.     

基于数据预处理的解相关波束赋形方法

在智能天线波束赋形技术中，当存在相关干扰时，一般的波束赋形算法不能有效地抑制相关干扰，引起期望信号相消的现象。提出了一种先在数据域实施数据预处理，再进行波束赋形的解相关的波束赋形方法，该方法在抑制相关干扰的同时，能在期望方向形成最大波束。并使用Matlab仿真对所提出方法的有效性进行了验证。     

3mm有源双波束辐射计探测技术

针对单波束辐射计仅能识别目标切向中心,定位精度差的不足,提出一种加照射源的双波束辐射计系统,分析系统在目标扫描过程中回波状态的变化,得出不同波束间延迟时间的计算方法,并通过构造欧氏距离来进行目标径向中心的精确识别,最后通过曲线拟和给出测距精度.试验结果表明:该系统距离探测精度高,并能对目标径向中心进行有效识别,初步实现目标的三维定位.     

近场MVDR聚焦波束形成被动定位方法

该文系统地研究了最小方差信号无畸变响应（MVDR）聚焦波束形成方法的定位性能,特别是对该方法定位性能受某个参数的影响情况进行了较详细的研究。首先分析了近场情况下线列阵接收信号的模型,然后分别推导了常规聚焦波束形成和MVDR聚焦波束形成的定位原理。仿真比较了这两种定位方法的定位性能,以及MVDR聚焦波束形成被动定位方法在不同的阵元间距和不同的目标距离情况下的定位性能。仿真结果表明,与常规聚焦波束形成相比,MVDR近场聚焦波束形成在提高分辨率的同时,减小了＂混叠＂影响,具有更为平滑的背景和更低的旁瓣级,同时认为,为了得到比较好的定位效果,目标应处于相对于＂近场＂的位置,从而为目标精确定位提供依据。     

基于超波束幅度权的盲空间谱减干扰抵消方法

针对影响拖曳线列阵声纳系统目标检测性能的拖船自噪声与友邻舰艇辐射噪声这两种典型近场强干扰源,提出基于超波束幅度权的盲空间谱减干扰抵消方法。利用超波束技术形成强干扰方位区域的多波束,获取干扰波束的幅度谱。通过合适的谱减策略,将基元域的幅度谱减去干扰波束的幅度谱,得到干扰抵消后的基元域信号幅度谱,继而转换为基元域的频域信号。通过频域块自适应滤波算法完成目标方位估计。宽带仿真结果与海试表明,这种方法在强干噪比和低信噪比条件下比最小方差无失真响应和传统基元域干扰抵消方法在阵增益方面提高约10 dB,能够同时抵消拖船干扰和邻近目标强干扰,且有效降低了检测背景的起伏。     

弹载探测器自适应高分辨前视成像策略研究

为满足新型炸高可选择近炸引信的任务需求,提出一种弹载毫米波探测器的自适应高分辨前视成像策略。利用探测器截获的目标区域回波数据,动态提升同一距离维内的方位向测角精度,从而准确获取探测区域内目标的方位信息;通过距离测量以及方位角优化,最终形成高分辨前视方位-距离像。该策略突破了传统单脉冲测角时仅利用理想状态下方位角鉴别曲线的误区,基于截获的回波数据对该鉴别曲线进行误差修正,最终使方位向测角精度达到同距离维最优。实验结果表明：自适应高分辨前视成像策略具有可行性与优越性;经过8次迭代后,可获取同一距离维下的最优鉴角曲线,实现方位向自适应聚焦;与传统实波束扫描成像策略相比,该策略能够使方位向角度分辨率提升10倍,且算法复杂程度能够满足弹载平台要求。     

航空发动机涡轮叶片裂纹检测信号特征提取

航空发动机涡轮叶片是高精密重要器件,其表面微裂纹检测属于不规则曲面检测的一种,是无损检测领域研究的热点和难点。考虑到涡流检测的特有优势,设计了一种不同于传统方式的简单实用且有效的差激励涡流探头,实现对涡轮叶片预制微裂纹的识别。由于叶片表面为曲率变化的弧面,检测过程难免会发生提离,因此获得的检测信号中包含噪声和多个奇异点等多种干扰因素。为保证缺陷位置重要信息不丢失,采用镜像延拓经验模态分解（EMD）重构与小波奇异性检测相结合的方法对得到的微裂纹信号进行处理,滤除了非裂纹位置的多处畸变点影响,有效准确地实现了叶片微裂纹位置的判定。实验结果表明,该方法可以有效降低检测信号的噪声和干扰,准确提取裂纹信号特征信息,对飞机涡轮叶片类零件微缺陷的早期检测和完整有效性评估具有一定的借鉴意义。     

降低加速度信号粘连的传感器二次封装材料

针对战斗部高速侵彻多层硬目标时,时域内出现的加速度信号粘连影响引信计层准确性的问题,提出通过传感器二次封装降低侵彻计层信号粘连,而选择灌封材料的原则是提高振动模型的阻尼比;弹性模量相对较高、阻尼系数与刚度系数比值较大的灌封材料可以获得更高的阻尼比;仿真及试验表明：与石蜡相比,用环氧树脂灌封使振动模型阻尼比增大,战斗部高速侵彻多层硬目标时加速度信号衰减迅速、信号粘连程度降低,实现引信计层准确性的提高。     

密闭爆发器压力信号的时频分析与特征提取

利用小波变换提取了密闭爆发器压力信号的时频特征,讨论了小波在压力信号趋势检测和信号去噪方面的应用.将反映复杂燃烧过程的压力信号在频域内加以区分和定位,可以从中获得更多的信息,用小波的方法对数据进行平滑处理,与传统的滤波方法相比物理意义更加明确.     

基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法

传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法往往采用对同频干扰进行对消或抑制的策略,其优点是适用范围广,能应用在多种机会外辐射源雷达中,但是鲜有结合LTE信号本身特征进行同频干扰抑制的研究。针对于上述情况,提出一种基于信源分离和LTE信号特征相结合的同频干扰抑制方法。采用m-Capon算法对未知信源数量的入射信号进行波达角估计,获得接收信号的混合矩阵,通过最小二乘法分离信号。将分离的源信号进行并行互模糊处理,利用LTE主基站信号、同频信号以及目标信号在距离-多普勒域上的特征差异进行判决,识别目标信号。仿真结果表明：所提算法相对于传统基于LTE信号外辐射源雷达的同频干扰抑制算法具有更优的抑制效果,并且避免了传统的杂波对消过程;同时因采用并行处理,减少了多次计算互模糊相关导致的额外时间开销。     

基于波束反演的单脉冲雷达相位误差校正方法

针对比幅单脉冲雷达和差通道相位一致性问题,基于波束反演原理,提出了一种系统相位误差校正方法。利用和差信号重新构建新的交叉波束,再通过比幅得到交叉波束比幅曲线,利用交叉波束比幅曲线对通道相位误差的敏感性,经过相位误差补偿,搜索比幅曲线峰值的最大值,确定系统的相位误差。最后,采用实测数据验证了所述方法。结果表明,该方法可以准确测量雷达整机的和差通道相位误差,通过数字补偿,完成通道间相位校正。     

基于改进预测码辅助的CDMA系统盲NBI抑制技术研究

针对码分多址(CDMA)系统各类窄带干扰(NBI)-自回归(AR)随机过程、音频干扰及数字NBI的抑制问题,在传统盲串行-最小均方预测-最小均方码辅助.(S-LMS-LMS)技术的基础上，提出了两种改进的盲预测码辅助技术。其中，对实时处理要求较高时,提出的盲并行-最小均方预测-最小均方码辅助(P-LMS-LMS)技术通过将串行处理的预测模块和码辅助模块并行化实现了高速滤波；对系统性能要求较高时，提出的盲串行-最小均方预测-递归最小ニ乘码辅助（S-LMS-RLS)技术通过将码辅助模块的LMS算法变换为RLS算法，不仅可获得更快的收敛速度，而且具有更低的用户均方误差均值。通过仿真分析证明了2种改进算法的有效性。     

参数化时频分析在连续波有源探测中的应用

针对双曲调频信号在连续波有源探测中的目标回波检测和直达波干扰抑制问题,提出了基于参数化时频分析的连续波信号处理算法。首先,通过分析双曲调频连续波的信号时频特性,结合参数化时频分析思想,提出了适于有源探测的频域参数化时频变换和针对双曲调频信号的核函数设计。然后,为抑制接收信号中的直达波干扰,采用参数化旋转时频变换处理接收信号,并进行时频域滤波以分离信号分量,再利用反变换重构回波信号。数值仿真和海上实验结果表明,所提算法不仅能准确估计信号时频特征、有效获取双曲调频连续波信号的时频增益、提升检测性能,还可以有效抑制直达波干扰。     

线阵双基地声纳波束零点形成MUSIC算法

以线阵为双基地声纳接收基地阵列流形,提出了一种基于多信号分类(MUSIC)技术的波束零点形成算法。算法可在屏蔽发射基地强直达波干扰基础上,有效地接收目标回波信号。讨论了干扰强度与干扰波达方向对算法性能的影响。提出了改进的MUSIC波束零点形成算法。在干扰波达方向小幅偏离时,接收基地亦可获得理想的干扰抑制效果。