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。     

鱼雷共形阵自适应宽带恒定束宽波束形成研究

低频和宽带作为鱼雷自导系统的一个重要发展方向,受到人们越来越多的关注。而共形阵宽带恒定束宽波束形成作为宽带共形阵鱼雷自导系统的一项关键技术,其性能的好坏直接影响共形阵鱼雷的总体性能。该文应用维德罗提出的最速下降法,提出了适用于鱼雷共形阵的宽带恒定束宽的自适应算法和系统结构框图,并对其进行了详细的理论计算和仿真试验。仿真结果表明,该方法对于宽带信号的恒定束宽波束形成具有良好的效果,对共形阵鱼雷自导系统的宽带波束形成有重要的工程应用价值,同时对现有鱼雷自导系统宽带波束形成方法的改进也具有参考意义。     

圆阵宽带恒定束宽波束输出的比幅法测向仿真研究

基于圆阵恒定束宽波束输出的宽带比幅测向法,提出了针对圆阵接收宽带平面波信号的情况采用恒定束宽波束形成,然后对恒定束宽波束输出值解三元一次方程组,获得信号的入射方向估计值,并分别对频谱平坦的线性调频信号和具有特定频谱形状的模拟水下目标辐射噪声信号进行了多次仿真测向试验,且与基于常规宽带多波束系统输出的比幅方法进行了比较,结果表明,该文方法尤其在高信噪比条件下可明显改善由宽带信号通过常规宽带波束形成系统所产生的信号失真而引入的测向误差,其测向精度也优于分裂波束互谱密度法,计算机仿真验证了本文方法的有效性和实用性。     

基于阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰算法

针对阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰算法会导致主瓣波束方向发生偏移且加载点平不易选取的问题,提出了改进的基于阻塞矩阵预处理的抗主瓣干扰算法。该算法从理论上进行了分析,并利用对加权矢量进行二次不等式约束来提高波束的指向性,对于约束方程的求解问题,提出了利用Lagrange乘数法进行求解。仿真验证表明提出的算法能够有效解决主瓣波束偏移,对加权值的选取提供理论指导。     

数字阵列雷达和差波束抗主瓣干扰研究

针对数字阵列雷达,当存在主瓣干扰时,用常规自适应波束形成方法进行自适应干扰对消,不但会引起主波束偏移和旁瓣电平升高等问题,还会导致期望信号也被抑制。为提升抗主瓣干扰性能,提出了一种基于和差波束降维的抗干扰方法。在接收端进行和差波束形成实现对接收信号的降维处理,再对降维后的信号进行干扰抑制。当存在多个干扰时,需要采用临近波束空间法进行差波束的自由度扩展。理论分析和计算机仿真表明,和差波束法相对常规自适应波束形成方法抗主瓣干扰性能更好,并且具有更好的鲁棒性。     

双重优化的宽带聚焦波束形成算法研究

在相干信号子空间法中确定聚焦矩阵时,对初始方向估计的偏差和聚焦频率选择的偏差都会影响最终的聚焦效果,甚至会使算法失效。针对这个缺陷,提出了一种双重优化的宽带聚焦波束形成算法。该算法利用稳健Capon波束形成算法对聚焦矩阵进行修正,使宽带信号通过修正的聚焦矩阵全部聚焦在最佳聚焦频率上,再对窄带数据利用2阶锥方法实现波束形成。计算机仿真以及湖试实验结果表明,该算法在保证波束恒定的前提下,在各个频率点都具有更低的旁瓣级。     

基于频率恒定变换的宽带信号分离算法

针对已有信号分离算法对电子侦察中的宽带信号阵列接收混合模型不适用的问题,提出了基于频率恒定变换(FIT)的宽带信号分离算法。该算法通过构造频率恒定波束网络对信号进行预处理,将卷积混合问题转换为瞬时混合问题,避免了卷积混合盲源分离和频域盲源分离算法中的计算复杂度;然后针对电子侦察面临的宽带信号相关性强的特点,采用分数阶傅里叶变换,按照信号分量强度依次对混合信号进行参数估计和信号恢复,保证了弱信号分离的可靠性。仿真实验表明,对于时域、频域存在重合的信号,该算法能够实现盲分离,具有良好的鲁棒性。     

基于二阶锥规划的相干信号宽零陷自适应波束形成

针对传统自适应波束形成器在相干干扰位置出现快速变化时,输出性能下降,甚至干扰抑制失效的问题,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)的相干信号宽零陷自适应波束形成算法。该算法首先对接收数据协方差矩阵进行Toeplitz重构,然后重构了干扰加噪声协方差矩阵并对其进行零陷展宽处理;接着在保证期望方向波束无失真前提下,约束主瓣宽度和旁瓣电平,使得波束形成器干扰和噪声的输出功率最小;最后将该问题转化为凸优化中的二阶锥规划问题,并使用凸优化工具箱进行快速求解。仿真实验表明,该算法可以在兼顾全部阵列性能指标的前提下,在相干干扰区域形成宽零陷。     

基于斜投影预处理的自适应波束形成方法

当存在主瓣干扰时,自适应天线方向图会出现旁瓣电平升高及主波束变形的严重问题。提出了基于特征空间斜投影预处理的自适应波束保形方法,将主瓣干扰子空间斜投影到旁瓣干扰和期望信号的合成子空间中,以消除主瓣干扰,然后对斜投影滤波后的协方差矩阵进行修正,并进行自适应波束形成,得到无畸变的自适应波束方向图。计算机仿真证明了,本方法可以对自适应方向图进行保形,在低快拍数情况下能够获得稳健的滤波输出。     

用于水声通信的宽带波束形成结构

提出一种用于水声通信中的基于复数系数有限冲激响应(FIR)滤波器的宽带恒定束宽波束形成结构.其中,各阵元接收信号首先通过时间延迟线补偿整数倍采样间隔时延,接着通过频带搬移得到接收信号的复包络,最后采用复数系数FIR滤波器实现对不同频率信号复包络的加权,复数系数FIR滤波器的系数由最优化方法设计得到.仿真结果表明:采用基...