空间非平稳噪声下的宽带DOA估计算法

投影子空间正交性测试(TOPS)法是利用子空间的正交性实现宽带信号DOA估计,而在空间非平稳噪声环境下子空间的正交性条件不再满足,尤其是在低信噪比或低快拍条件下子空间估计将出现较大误差,TOPS算法性能将急剧下降。针对该问题,提出了一种空间非平稳噪声下宽带DOA估计算法。该算法首先通过构造特殊对角矩阵将噪声从数据协方差矩阵中剔除,从而克服非平稳噪声对DOA估计的影响;然后利用平方TOPS法实现宽带信号DOA估计,消除了传统TOPS算法中的伪峰。该算法适用于空间非平稳噪声背景及低信噪比环境,提高了对角度相近目标的分辨性能;仿真实验表明了该算法的有效性。     

基于自适应系统辨识的收发隔离技术研究

收发隔离是机载干扰机不可避免的难题。如果收发隔离问题解决不好,轻则削弱干扰机效率,重则造成自发自收,形成自激励。固定步长的归一化最小均方误差(NLMS)算法在解决基于自适应系统辨识的收发隔离的问题时,由于精度不够,隔离效果很不理想。针对此问题提出一种基于先验误差的变步长NLMS算法,该算法依据相邻时刻先验误差的相关系数改变步长因子,改变后的步长因子能够在算法收敛过程中削弱噪声的影响,提高算法精度。理论分析和仿真结果证明:基于文中的变步长NLMS算法的收发隔离方案与基于其他最小均方误差算法的隔离方案相比,隔离性能有较大的改善。     

一种新的LFM雷达干扰技术

根据间歇采样转发干扰和正弦加权调频干扰的原理和特点,提出了一种新的对付线性调频雷达的干扰方法—间歇采样正弦加权调频干扰,即干扰机对接收到的雷达照射信号先进行间歇采样处理,再附加正弦频率调制,然后将调频结果放大转发出去.理论分析证明,该方法对于线性调频雷达具有显著的干扰效果,根据调制参数不同可以产生假目标欺骗干扰和覆盖干扰,仿真实验表明了理论分析的正确性和实际应用的可行性.     

混合信号情况下信源数与DOA联合估计算法

针对非相关信源与相干信源共存情况,提出了一种基于矩阵重构的信源数与波达方向（direction of arrival,DOA）联合估计算法.该算法首先利用特征值的二阶统计量（second order statistic of eigenvalues,SORTE）法和子空间旋转不变技术（estimated signal parameter via rotational invariance techniques,ESPRIT）实现非相关信源数与DOA估计;然后基于空间差分法消除非相关信号并构造新矩阵,利用构造矩阵进行前向空间平滑,实现对相干信源解相干;最后利用SORTE法检测相干信源数,结合求根多重信号分类（multiple signal classification,MUSIC）算法估计相干信源DOA.与传统的差分平滑方法相比,该算法在可估计信源数与低信噪比情况下DOA估计性能等方面优于传统算法.数值仿真实验结果验证了该算法的有效性.     

阵元等功率约束下的MIMO雷达发射加权矩阵优化算法

为提高多输入多输出(MIMO)雷达的目标角度估计性能,同时兼顾雷达发射功率利用率的需求,该文以合成发射导向矢量与期望导向矢量二范数误差为目标函数,研究了阵元等功率约束下的发射加权矩阵优化问题。推导了发射加权矩阵向量化条件下的等价优化模型,并基于循环优化方法和改进PDR算法对其进行了求解。在每次迭代过程中,所提方法均能获得子优化问题的闭式解,因而其计算复杂度非常低。在此基础之上,从理论上证明了所提方法的收敛性。由于该方法实现了MIMO雷达发射功率在期望空域的聚焦,在同等条件下相比传统MIMO雷达能够有效提高目标的角度估计性能。最后,仿真实验表明了所提方法的有效性。     

基于协方差矩阵重构稳健波束形成算法

提出了一种新的基于协方差矩阵重构的稳健算法.该算法基于最小化输出期望信号空间倒谱,利用多项式拟合估计期望信号的导向矢量;从数据协方差矩阵中减去期望信号部分,得到干扰加噪声协方差矩阵,通过修正方法实现对干扰加噪声协方差矩阵的准确估计,解决了低信噪比时由于信号子空间发生缠绕,导致协方差矩阵估计存在较大误差的问题;理论分析与仿真实验表明了该算法的有效性和稳健性.     

利用模糊评判的抗欺骗干扰新方法

转发式欺骗干扰能够利用与雷达信号的强相干性的特点进入雷达,形成虚假航迹,从而影响战场评估。针对此问题,本文提出了一种新的利用模糊评判的抗欺骗干扰方法。该方法首先提取回波的幅度、干扰误差角特征,利用模糊评判对欺骗干扰进行识别,有效提高了识别效果;其次将得到的隶属度用于3/4逻辑霍夫变化航迹起始以及概率数据互联航迹滤波算法的改进,抑制虚假目标在雷达形成航迹;最后,仿真实验表明本方法能够有效地抑制欺骗干扰,确保雷达对真实目标的跟踪。      

多PRI采样联合cICA的抗主瓣欺骗干扰方法

针对单通道雷达主瓣受到欺骗干扰,提出了一种多脉冲重复间隔（PRI）采样结合约束独立分量分析（cICA）的抗干扰方法。该方法首先根据距离密集假目标干扰,建立了基于多PRI采样的抗干扰模型并对其可行性进行证明,然后利用cICA方法对目标回波信号进行提取,最后进行匹配滤波处理实现峰值检测,达到抗干扰效果。理论分析和仿真实验表明,该算法在距离密集假目标干扰背景下能够有效提取目标回波信号达到抗主瓣干扰的效果。      

一种新的MIMO雷达发射波形设计方法

该文提出一种约束基波束权值动态的MIMO雷达发射波形设计方法。首先,构造一组发射波形集并从理论上推导了阵元发射波形的恒模特性,在此基础之上,将各阵元平均发射功率的均匀性控制问题转化为基波束权值动态的定量约束问题;其次,建立了直接约束权值动态的基波束优化模型,利用切线投影法和区域迭代法将其进行凸松弛,并且给出了二阶锥规划子问题和序列锥迭代流程;最后,利用二阶锥规划设计出了基波束的比例系数。所提方法在保证MIMO雷达发射方向图匹配性能的前提下,能够兼顾阵元发射功率均匀性和发射方向图旁瓣功率的性能,因而在设计发射波形时更具灵活性。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

基于多输入多输出雷达发射方向图综合的波形设计

针对多输入多输出（MIMO）雷达发射方向图匹配时阵元功率不均匀和发射波形存在较高峰均比等缺点,提出了一种新的MIMO雷达发射方向图综合方法。构造一组基矩阵,将协方差矩阵的求解等效为基矩阵系数的寻优问题,在简化寻优模型的基础上进一步将其转化为一个凸优化问题,以便采用原对偶内点算法进行有效求解;在基矩阵中引入单位矩阵,以保证发射阵元满足等功率辐射要求,同时将尺度因子作为变量进行联合寻优,克服优化方向图对期望波束模值的依赖,解决二者增益不匹配引起优化误差变大的问题;在得到发射波形的协方差矩阵后,利用矩阵分解和交替迭代法设计发射波形,每次迭代过程中利用凸优化理论对发射波形的模值上界进行严格约束,有效减小发射波形的峰均比。仿真实验表明,合成的发射方向图在有效地逼近期望波束的同时大大降低了发射波形的峰均比。