接收多径相干信号的鲁棒自适应波束形成算法

为有效接收多径相干信号,该文提出一种基于波束主瓣幅度约束的鲁棒自适应波束形成算法。该算法充分利用多径相干信号的来波信息,对接收数据协方差矩阵统计量进行优化,并对多径相干信号波束主瓣进行幅度约束,通过一阶泰勒展开将多径相干信号的优化问题转换为迭代二阶锥规划问题,获得最佳波束形成权矢量。该算法不仅能够有效接收多径相干信号,抑制干扰和噪声,而且能够克服较大导向矢量失配误差,自由控制鲁棒响应区的波束宽度和纹波水平。仿真实验验证了算法的正确性和有效性。      

基于子阵的数字多波束形成技术研究

数字多波束技术具有在不影响天线增益的情况下增加系统空域覆盖范围的优点，因此在电子战领域受到很大关注。通过对基于子阵的数字多波束形成方法的分析、计算机仿真和性能分析，提出电子战系统采用此项技术的制约因素和需要解决的技术问题，工程实现时可以以此为参考，合理的使用基于子阵的数字多波束形成技术。     

基于波束形成的空时域联合GPS抗多径接收方法的研究

文章介绍了一种通过利用多天线提供的空域信息,再加上时域的抗多径处理,在不改变原有GPS接收机核心结构的基础上采用级联结构进行抗多径接收的方法。首先介绍了波束形成的相关原理,接着介绍了以MEDLL为例的时域抗多径算法,最后介绍通过采用空时域联合的抗多径方法能够有效抑制接收到的信号中的多径干扰,并最终通过仿真验证其有效性。     

基于脉动阵的自适应波束形成算法仿真

为了满足自适应波束形成技术对实时性的要求,将脉动阵应用于波束形成算法中,以实现自适应权向量的实时获取.通过对QR分解采样矩阵求逆算法、混合型QR分解采样矩阵求逆算法和逆QR分解采样矩阵求逆算法的理论分析,利用脉动阵,对输入数据矩阵进行QR分解,得到旋转因子,实现自适应权向量的实时更新.针对三种算法各自的脉动阵进行仿真,结果表明,基于脉动阵的自适应波束形成算法实现了权向量的高速获取,并为后续的工程实践提供了理论依据.     

稳健的宽带多径干扰抑制波束形成算法

针对传统宽带多径干扰抑制波束形成算法计算量大、稳健性差的问题,提出一种基于均匀直线阵的稳健宽带多径干扰抑制波束形成算法。当期望信号垂直入射时,该算法首先在波束旁瓣区域引入虚拟干扰源构造能量聚焦矩阵,通过主瓣宽度的迭代处理,整体控制输出波束的旁瓣级,将旁瓣区域能量聚焦到主瓣区域,实现多径干扰条件下的宽带波束形成;然后对期望信号和辅助方位角施加相位响应约束,将其扩展至期望信号非垂直入射和存在指向误差的情况,与传统宽带多径干扰抑制波束形成算法相比,在提高算法稳健性的同时大大降低了计算复杂度;最后仿真分析与实际数据验证表明,该算法能够有效的抑制多径干扰,稳健性较好且具有较高的输出信干噪比。      

基于双弧阵的反卷积波束形成

如何快速、准确地判断出水下目标的位置,是水下目标定位一直追求的结果.目前的被动声定位主要使用波束形成,但是实验中使用的波束形成存在稳健性足够但是角度分辨力不足的问题.为了权衡稳健性与高分辨之间的性能,提出一种基于双弧阵的反卷积波束形成方法.将双弧阵经过虚拟阵列变换预处理再进行反卷积波束形成,从而将仅适用于移不变阵型反卷...     

多波束形成的信号接收系统设计

介绍了多波束形成的原理,对接收系统的原理、组成、各部分的特点及实现方法做了详细地说明,着重介绍了ADC同步采样和基于多相滤波正交变换,最后对系统的电磁兼容设计做了简单介绍.     

子阵级数字波束形成抗多主副瓣干扰及测角技术

对于大型的二维相扫雷达天线阵列,数字波束形成通常在子阵上完成,以减少数字接收机的数量并降低成本。基于子阵级数字波束形成,文中提出了一种改进的自适应信号处理架构,在低成本的情况下,同时抑制多个主副瓣干扰,并保持对目标的单脉冲测角精度。首先,每个子阵内部形成非自适应的波束并转化为数字输出;再利用行和列波束的分维特性,在子阵级形成自适应波束,进行干扰抑制处理;最后,分别将各个行或列波束合成为全阵列的俯仰或方位和差波束,用于目标的单脉冲测角。与传统的四通道抗主瓣干扰相比,该方法在合成和差波束前,基于子阵级数字波束完成自适应干扰的抑制。因此,充分利用了有限的自由度,挖掘了子阵级数字阵列抗同时多个主副瓣干扰的能力。还结合相控阵雷达实例,给出了仿真结果,验证了该方法的有效性。总的来说,所提出的阵列信号处理架构,在降低系统复杂度和成本的同时,大大提高了雷达系统的抗干扰能力。     

基于粒子群优化算法的非均匀子阵波束形成技术

基于粒子群优化算法提出了一种非均匀子阵波束形成方法。首先利用粒子群优化算法实现线阵最优非均匀划分;其次在线阵最优划分的基础上扩展到面阵最优非均匀划分;最后在面阵最优非均匀划分的基础上在期望区域内形成任意指向的波束。该方法既可以在期望区域内形成任意指向波束,又充分发挥了子阵级波束形成的优势。仿真结果表明该方法是有效的。     

基于遗传算法的声矢量阵虚拟阵元波束形成

遗传算法在声源方位估计中的应用已有很深入的研究,然而在实际的工程应用中,阵元数量及如何用较少的阵元数得到较好的波束性能一直是人们所关心的问题.本文利用遗传算法及声矢量阵P-V互谱的抗噪能力,给出了基于遗传算法的声矢量阵虚拟阵元波束形成方法.根据实际阵元接收的数据,估计虚拟阵元上的接收数据,使基阵孔径在虚拟意义上得到扩大,从而实现高指向性窄波束.计算机仿真和湖试实验数据处理结果表明,虚拟后比虚拟前波束宽度锐化了21°左右.     

基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法

在实际应用环境中,信源和阵列传感器等存在误差,假设期望信号的导向矢量与真实信源导向矢量的失配会导致阵列波束形成器把期望信号当作干扰来加以抑制。针对信号匹配误差导致自适应波束形成性能下降的问题,提出了一种基于空时二维协方差矩阵修正的波束形成算法,利用空时结构对宽带幅相误差校正的特性,对空时二维协方差矩阵进行重构,并对修正协方差矩阵进行特征值分解,分离出信号加干扰子空间,将失配导向矢量投影可使期望信号与噪声子空间严格正交,最后求解算法最优权值。算法有效改善了波束形成的输出信噪比,计算机仿真验证了理论分析的正确性和算法的稳健性。     

基于信号分离估计理论的GPS多径抑制算法

信号多径效应是全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差的主要来源之一.虽然差分技术可以提高导航系统的定位精度,但由于参考站和用户所处的地理环境不同,因此差分GPS系统仍然不能消除由于卫星信号多径所引起的定位误差.根据GPS多径信号模型的特点,本文提出了一种基于信号分离估计理论的GPS时延估计算法.该算法在信号时延未知情况下,先估计出信号的载波频率,然后根据估计得到频率,利用信号分离估计理论估计信号时延.仿真结果表明,该方法具有很好的估计精度,能够准确的估计出信号时延和频率,有效地抑制信号多径.当存在多径时,本文方法效果明显好于常规方法,并在大多数情况下优于常用的窄带相关算法.     

基于矩阵优化理论的自适应数字波束形成算法研究

自适应数字波束形成作为天线技术和数字信号处理融合的产物,近年来成为跨领域的研究热点,并且广泛应用到新一代的相控阵雷达和移动通信中。文中提出一种基于矩阵流形理论的自适应波束形成算法。不同于传统的波束形成算法,该算法将波束形成问题转化为高维优化问题,并引入矩阵流形优化理论,在Stiefel流形上求解该问题。由于降低了求解问题的维度,限制了最优解的范围,该算法相比于传统的自适应波束形成算法,具有收敛速度快、运算量小、鲁棒性好的优点。     

基于相关域的二维自适应波束形成算法

 该文针对使用最小方差无失真响应算法进行2维波束形成时需要大量采样数据和庞大计算复杂度这一问题,提出一种基于相关域的2维自适应波束形成算法。通过将高维权向量分解成两个低维权向量的Kronecker积形式,使用双迭代算法利用相关域信息求解出两个低维权向量,从而降低了估计采样相关矩阵所需的采样数据和计算量。实验仿真表明,所提算法具有良好的收敛性能,在采样数较小的情况下,能够更好地抑制干扰信号。     

基于遗传算法的波束形成算法研究

随着卫星导航技术的不断发展,相控阵天线在导航领域中的应用也越来越多。波束形成算法是决定相控阵工作性能的重要因素。针对卫星导航领域对相控阵天线波束形成的需求,对基于遗传算法的波束形成算法进行了研究,重点满足对均匀加权下的旁瓣抑制、窄波束形成进行了优化设计。同时,在算法设计过程中,充分考虑了器件的不理想因素带来的幅相误差,得到了良好的优化结果,提高了算法的应用性能。     

基于导向矢量双层估计和协方差矩阵重构的稳健波束形成算法

针对干扰加噪声协方差矩阵(INCM)重构过程中Capon功率谱(CPS)估计分辨率低的问题,该文提出两种稳健自适应波束形成（RAB）算法。该算法首先通过搜索CPS的峰值确定积分区间,然后对各区间积分所得的协方差矩阵进行特征值分解。通过合理设置判定门限确定区间内所含的入射信源数量,并将较大特征值所对应的特征向量作为信源导向矢量(SV)的初步估计。而后通过最大化估计功率的方法,在初步估计SV的正交空间内搜索其与真实SV之间的误差。该算法1利用最小特征值所对应的特征向量,向初步估计的SV中添加正交比例梯度,得到双层估计的SV。与算法1不同,算法2通过求解2次优化(QP)问题得到修正的SV。最后通过重构INCM获得阵列最优权值矢量。通过计算机仿真实验,验证了所提算法有效解决了CPS估计分辨率低的问题,较其他算法综合性能更优,具备更高的稳健性。     

一种基于中心矩的波束形成算法

高分辨水下目标探测一直是水声信号处理中的重要课题之一.然而许多高分辨算法如MUSIC,ESPRIT需要对信源数进行预估,估计的精确度对算法性能影响很大,制约了算法的实用性.本文提出了一种新的高分辨方位估计算法,中心矩波束形成算法.该方法利用了加权基元信号的各阶中心矩,无需先验信息.本文详细论述了中心矩波束形成算法的原理,对比其他算法指出了该算法性能上的优势.计算机仿真实验表明：中心矩波束形成算法拥有良好的分辨率和旁瓣级,与理论分析的结论一致.     

基于用户信号的多径信号分组的DOA估计

在移动通信中,多径信号的分组一直是研究的重点。本文提出一种多径环境下的宿主用户和多径信号的分组和DOA估计算法。该算法不需要采用扩频技术确定多径信号的归属问题,因此不但可以应用于CDMA系统,而且可以应用于GSM系统。     

窄带跳频信号的无模糊时差估计算法

针对跳频信号的高精度时差估计问题,分析了跳频信号相关函数的模糊特性,提出了基于多跳相干积累的跳频信号时差估计方法.多跳相关函数中存在周期副峰,将导致时差估计出现周期模糊,提出了两种消除模糊的方法——单跳时差平均法与相关函数包络拟合法.两种方法获得的时差粗值可以确定在相关主峰附近小范围精确搜索的搜索区间,在此区间内进行时差估计可以消除周期模糊.单跳时差平均法通过对单跳时差估计进行非相干平均获得时差粗值.相关函数包络拟合法通过搜索到的多个周期峰值,进行包络拟合获得时差粗值.仿真表明,两种算法性能明显优于常规的互模糊函数法,均能降低无模糊时差估计对相关输出信噪比的要求,提高无模糊时差估计所要求的频率间隔.相关函数包络拟合法性能更优,但运算量更大.     

基于小波变换的RLS波束成形算法研究

为了解决递归最小二乘算法(RLS)在较低信噪比(SNR)、遗忘因子较小的环境中,对噪声敏感、收敛时参数估计误差大的问题,引入小波变换去噪思想,提出了基于小波变换的RLS波束成形算法。该算法利用小波变换软阈值法进行信号去噪,再采用RLS算法进行波束成形。最后对实验进行仿真,仿真结果表明,与传统的RLS算法相比,该算法具有较小的稳态误差和较快的跟踪速度和收敛速度,并且波束成形效果好。