极化敏感阵列滤波性能分析:相关干扰情形

研究了相关干扰条件下的极化敏感阵列滤波性能。建立了干扰条件下信号接收模型；利用最小均方误差(MMSE)准则求得相关干扰条件下阵列最优加权矢量和输出最小均方误差；特别考虑了单个相关干扰情况，得出阵列最优加权矢量和输出最小均方误差的具体表达式；通过具体算例分析了相关条件下复相关系数、干扰到达角以及干扰极化状态对滤波性能的影响，并得出了有意义的结论。     

极化敏感阵列斜投影滤波性能分析

该文研究了极化敏感阵列采用斜投影滤波和正交投影滤波的输出信干噪比(SINR)特性。推导获得了斜投影滤波与正交投影滤波在理想情况和存在阵列误差时的输出SINR 计算式:理想情况下输出SINR 是信噪比(SNR)、目标与干扰的空域和极化域匹配系数的函数;存在阵列误差情况时输出SINR 受信噪比,干噪比(INR)、目标与干扰的空域-极化域匹配系数及误差扰动量共同影响。分析表明,相比正交投影滤波而言,斜投影滤波的输出SINR没有改善,也不能提高误差稳健性,它们均低于最优输出SINR;正交投影与斜投影输出SINR 相同的成因并不一样,正交投影滤波改变了目标的幅相特性,滤波后目标有损失;斜投影滤波改变了输出噪声的空域-极化域特性,放大了输出噪声的功率。最后通过仿真实验验证了理论分析的正确性。      

极化敏感阵列信号检测:部分极化情形

首次深入研究了基于极化敏感阵列的部分极化信号检测问题.建立了部分极化信号检测模型;在高斯分布假设条件下,利用矩阵特征分解求得似然比统计检验量,并给出了最优检测器的结构框图;推导求得统计检验量的概率密度函数,根据N-P准则求得检测器的检测性能;进一步利用上述理论结果分析了结构噪声背景下检测器的检测性能,分析了信号极化度、干扰强度、干扰极化度以及干扰到达角等因素对检测器检测性能的影响.     

阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响

在阵列互耦条件下,给出了极化敏感阵列接收信号模型;并在形式上把互耦误差分解为正交阵元接收因子误差和阵列接收因子误差,分别代表了阵列接收信号极化信息误差和空间信息误差.给出互耦条件下,信号、干扰空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR的数学表达式.在单干扰源情况下,分析了阵列互耦对极化敏感阵列滤波性能的影响.     

部分极化干扰条件下极化阵列性能分析

研究部分极化干扰条件下极化阵列的滤波抗干扰性能,期望信号为完全极化波,干扰信号为部分极化波.利用最大信噪比准则得到阵列最大输出信号干扰噪声比(SINR)的解析表达式,分析干扰极化度,到达角等因素对阵列抗干扰性能的影响,仿真实验验证理论分析的正确性.     

基于特征空间的极化敏感阵列滤波分析

为了提高极化敏感阵列的滤波性能,提出将基于特征空间的滤波方法和多线性约束最小方差波束形成准则联合应用到极化敏感阵列滤波中。首先给出了系统模型,然后介绍了基于特征空间的滤波方法,并进一步分别讨论了存在导数约束和零点约束的条件下不同的滤波方法,在此基础上对比分析了不同条件下的滤波性能。计算机仿真结果表明,文中方法具有比传统极化敏感阵列滤波更高的输出信干噪比,具有对阵列指向误差不敏感的特性,而且可以灵活地选择保存或不保存约束,同时也优于传统标量阵列的滤波性能。     

通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响

在极化敏感阵列通道失配条件下,建立了极化敏感阵列接收信号误差模型。把通道失配误差分解为阵元极化信息误差和阵列孔径信息误差,给出误差量明确物理解释。在单干扰源情况下,分析了通道失配对极化敏感阵列滤波性能的影响,并给出通道失配条件下,期望信号和干扰信号间的空间匹配系数、极化匹配系数和最大SINR表达式,最后,通过计算机仿真验证了文中结果,并给出有意义的结论。     

极化敏感阵列及其应用研究

与普通阵列相比,极化敏感阵列由于利用了极化信息,不仅能完成空域信号的处理,还可完成极化域信号的处理.因此,极化敏感阵列在抗干扰能力、信号检测能力、分辨率、极化多址能力等方面都有很大的优势.针对极化敏感阵列的理论优势作了说明,对其在信号处理和信号检测方面的应用作了详细的阐述.从中可以看出,极化敏感阵列具有更加广阔的应用前景.     

极化敏感阵列抗干扰仿真分析

通过建立极化敏感单元模型,对极化敏感阵列在极化域-空域进行联合抗干扰仿真分析。仿真结果表明,利用极化敏感阵列实现抗干扰的方式,可以拓展抗干扰处理的自由度。同时, 当有用信号与干扰信号同向时,利用有用信号与干扰信号在极化域的差异性可以实现极化域抗干扰。     

基于部分校准极化敏感阵列的信号DOA和极化参数迭代估计

针对安装于飞机机翼上,具有不同结构极化敏感天线的部分校准阵列,该文提出了一种完全极化电磁波DOA和极化参数的迭代估计方法。该方法基于部分校准阵列,估计阵列误差;然后利用阵列误差,估计单个极化敏感天线的极化导向矢量;最后利用极化导向矢量,估计完全极化电磁波DOA和极化参数。迭代运行上述三步,可以逐步提高估计精度。计算机仿真验证了该方法是收敛的,并且具有良好的鲁棒性。     

极化阵列天线的性能优势与应用前景

极化阵列是一种能够获取电磁信号极化信息的新型阵列,其阵元的输出为矢量,完备的电磁信息为阵列性能的提高奠定了物理基础。和普通阵列相比,极化阵列具有较强的抗干扰能力、稳健的检测能力、较高的分辨能力以及极化多址能力等优越的系统性能。在雷达、通信、导航、电子战等领域具有广泛的应用前景。     

基于四元数的极化敏感阵列波束形成

四元数信号模型保持了阵元各分量之间固有的正交特性,因而针对极化敏感阵列信号处理基于四元数的方法具有比常规基于复数的长矢量方法更优的性能。将最大信号干扰噪声比准则应用于波束形成求得四元数最优权向量,进而完成了极化敏感阵列的滤波。与长矢量方法相比在具有相同的滤波性能情况下,四元数方法减少了一半的数据存储单元,降低了除法计算复杂度,从而提高了算法的处理速度。同时四元数的四维超复数正交结构提高了阵列对指向误差的稳健特性,计算机仿真结果验证了文中方法的有效性。     

一种带滤波功能的圆极化可控阵列天线

提出了一种带滤波功能的2′2圆极化可控阵列天线,采用探针对每个辐射贴片进行馈电,通过控制辐射贴片的激励相位和极化,实现整个阵列天线的圆极化特性。嵌入在阵列天线馈电网络中的耦合谐振器对保证了馈电网络在幅度响应上呈现滤波特性的同时,在相位上控制每个辐射贴片激励端口处的信号相位在-90°和90°之间变化,同时结合90°移相网络,可实现对整个阵列天线左旋圆极化(LHCP)和右旋圆极化(RHCP)的控制。实测结果表明:该阵列天线能控制辐射的圆极化特性,并获得优异的LHCP和RHCP特性;在两种极化状态下,阵列天线工作频带内均具有较为平坦的增益特性,平均增益为10.4 dBic,带外增益特性呈现较好的滤波特性,在远离通带上、下边带100 MHz 处增益抑制均达到8.6 dB以上。     

基于极化二元阵雷达的空域虚拟极化滤波算法

极化滤波利用干扰信号和目标信号的极化状态差异,可有效抑制有源压制干扰,然而,现有极化雷达需要两路发射通道和接收通道,存在系统复杂、实现代价高等诸多困难。该文提出了一种新体制极化雷达模型极化二元阵雷达,该系统仅需一路发射通道和接收通道即可实现极化测量。基于极化二元阵天线的空域极化特性,建立了有源压制干扰、目标回波的接收信号模型,研究了抑制有源压制干扰的空域虚拟极化滤波算法,仿真实验结果表明:对于窄带噪声调频干扰,信干比(SIR)改善因子能达到20 dB以上。     

基于极化敏感阵列的电缆故障精确定位技术

针对快速准确定位电缆故障点的问题,文中采用极化敏感阵列分析电缆故障检测的数学模型,实现对故障点方位角和距离的精确估计。采用增加COLD天线改进DOA估计算法进行近场故障源估计。通过计算机仿真,从理论上验证了该算法的有效性。