时域宽带恒定束宽波束形成器的优化设计

为了使用较低阶次的FIR滤波器组实现高精度的时域恒定束宽波束形成器,本文提出了一种优化设计方法。此方法使用了数字延迟线和FIR滤波器组相结合的宽带波束形成器结构。在FIR滤波器组的设计中,使用半定规划的优化方法,使设计波束的主瓣逼近期望波束,同时使用矩阵不等式约束旁瓣高度。在建立最优化问题时考虑了设计频段上的所有频率点,因此可以得到全设计频段上束宽恒定的波束形成器。应用本文的方法,针对8元均匀离散圆弧阵设计时域恒定束宽波束形成器,并与已有方法的设计结果进行了比较,验证了此方法的正确性和有效性。     

基于多速率滤波器组的UWB脉冲波束形成方法

在UWB脉冲信号的角度分集接收中,通常的空时处理中通道时延不易精确地控制。该文提出一种适合UWB脉冲信号的基于多速率滤波器组的波束形成方法,避开了时域处理中延迟控制的问题,同时实现了大带宽范围内的均匀一致的频率不变阵列响应。本文具体分析了进行多速率滤波的方式,其优点是滤波器设计简单,运算量与子带数目无关,同时UWB脉冲信号处理的不连续性使得其可以采用比较简单的时域插值算法。仿真实验结果证明了该文方法的可行性和有效性。     

基于全通型分数时延滤波器的数字阵列宽带波束形成

对于宽带数字阵列雷达,由于孔径效应和孔径渡越时间影响,传统的窄带波束形成方法会导致天线波束指向不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,可以引入分数时延滤波器。采用最小二乘法设计全通型分数时延滤波器,与群延迟最大平坦法相比较,该法灵活性更高,通过MATLAB仿真进一步验证了所设计滤波器的有效性和正确性。     

OFDM系统中时域和频域波束形成的比较

正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplex)和智能天线的结合能够有效的提高频谱利用率和增大系统容量。在OFDM系统中,智能天线的算法有两种:时域(Pre-FFT)波束形成和频域(Post-FFT)波束形成算法。Post-FFT被普遍认为性能上优于Pre-FFT。研究了这两种算法,并基于Matlab仿真工具,给出了两种方法在不同天线阵元数、导频数、信道多径数下的误码率比较。仿真结果表明,时域波束形成和频域波束形成在不同情况下各能展现出优于对方的表现。     

超宽带阵列天线时域波束形成优化设计

结合超宽带脉冲信号的特点,选择了高斯脉冲波型,分析天线对称结构存在目标位置冗余信息,提出非轴对称的交叉螺旋布阵优化设计,降低了时域波束形成中点扩展函数的旁瓣水平,进而抑制穿墙成像中的虚假像。     

恒定束宽波束形成器的设计和仿真研究

宽带恒定束宽波束形成器是基阵信号处理中的难点。本文提出一种基于均匀一致性旁瓣级的设计方法,在求出宽带信号实现恒定束宽所须的频率响应后,通过一组FIR滤波器来拟合该频率响应。该方法不仅能用于一般的等间隔直线阵,而且当阵元存在指向性且位置不精确时,也能较好地实现恒定束宽。计算机仿真表明了该方法的可行性。     

基于分数时延的宽带数字阵列波束形成

对于宽带数字阵列雷达,传统的波束形成方法会导致天线波束扫描不准和主瓣展宽,为此需要使用时延补偿单元取代传统窄带相控阵中的移相单元。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。通过对一种分数时延滤波器设计方法及宽带数字阵波束形成原理的分析,提出针对有载波宽带雷达信号的接收波束形成实现结构。仿真结果表明了该方法的有效性,与传统波束形成方法相比,其性能与理想延时更接近。     

基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成技术研究及实现

为获得更高的分辨率,以满足目标识别或精确定位的需要,雷达往往采用宽带信号。对于宽带数字阵列雷达,相同的时延不同的频率会带来相移的不同,窄带波束形成通过相位补偿达到补偿时延的方法会导致宽带波束方向图畸变。为实现宽带数字阵列各阵元传输时延的精确补偿,引入分数时延滤波器。并给出了一种基于Farrow滤波器的宽带数字波束形成系统设计方法。     

一种宽带阵列时域数字多波束设计方法

从宽带数字波束形成的原理出发,讨论了基于Farrow滤波器的分数延迟补偿方法。为了适应宽带数字阵列中多波束形成的要求,讨论了一种基于FIR型分数延迟滤波器的经典时域多波束形成方法。该方法虽结构简单,但在波束个数较多时需要大量的乘法资源。为了降低多波束对乘法资源的需求,提出了一种基于Farrow型分数延迟滤波器的多波束实现方法。与经典时域多波束方法相比,该方法在波束个数较多时能明显地降低对乘法资源的损耗。仿真实验验证了所提方法的正确性。     

一种适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法

将最快检测技术应用于超宽带脉冲信号检测中,具体采用改进的CUSUM(Cumulative Sum)算法来检测超宽带脉冲信号。首先分析了经过多径信道衰减后的超宽带脉冲信号概率分布特性,进一步提出了适用于超宽带脉冲信号检测的改进CUSUM算法。理论分析和仿真证明了所提改进算法性能优越且实现复杂度低。该算法克服了块检测算法的信噪比门限效应,且具有最优的检测延迟性能,相同虚警限制下其检测性能明显优于能量检测算法。     

基于FIR陷波窄带干扰抑制的UWB脉冲设计

提出了一种基于FIR陷波器的窄带抑制UWB脉冲设计方法。通过对各种窗函数的陷波性能比较分析,选出最佳的窗函数来设计FIR陷波器。以高斯脉冲导数为例,对所设计陷波器进行仿真验证,并就陷波前后的脉冲波形的通信性能进行了比较。仿真结果表明：陷波后脉冲具有良好的窄带干扰抑制能力,能够和其它通信系统更好地共存。另外,此方法不需要在整个频段内降低UWB脉冲功率,实现起来简单灵活,为提高UWB脉冲发射功率,增大UWB系统的通信距离,提供了一种可行的方案。     

超宽带信号时延估计算法研究

研究定位中的超宽带(Ultra Wide-band,简称UWB)信号时延估计问题,给出UWB信号的模型,在研究传统的相关法、双谱法及MUSIC算法的基础上,提出一种改进的MUSIC算法.通过仿真实验,给出估计性能曲线,和传统的相关法、双谱法及MUSIC算法相比,仿真结果表明改进的MUSIC算法具有更好的估计性能.     

大孔径宽带数字阵列时域波束形成方法

对线性调频信号进行拉伸处理已成功应用于宽带数字阵列雷达接收波束形成,但在大阵列孔径条件下,实现任意宽带雷达信号的收发数字波束形成目前仍是难点。文中根据宽带数字阵列雷达的特点和当今数字信号处理器件的发展,通过分析阵列处理误差,综合考虑工程实现复杂度和方法性能,给出了两种基于数字移相与数字延时的时域宽带数字波束形成方法。上述两种方法具有较好的工程可行性,且能够有效克服孔径效应实现任意宽带脉冲信号的收发数字波束形成。通过计算机仿真验证了方法的有效性,并讨论了对方法性能有重要影响的一些因素。     

超宽带系统的脉位调制技术研究

超宽带是一种与传统无线通信技术有所区别的通信,针对影响超宽带脉位调制技术的因素进行了研究,简要介绍了超宽带的技术特征、调制解调原理和技术优点,重点分析了无载波的TH-PPM信号调制与解调的原理,最后通过理论研究,结合脉位调制的matlab仿真实验,得出跳时码周期对脉位调制的影响。     

UWB信号波形传播特性研究

研究超宽带（UWB，ultra-wideband）的传播特性，是UWB信道理论研究的核心内容。利用Fourier变换对各种超宽带（UWB）脉冲波形的室内反射、透射和绕射进行了研究，并提出了一种新的n阶修正Bessel函数的渐近公式，仿真结果和时域的精确结果对比，一致性吻合较好。     

Robust adaptive beamforming using multi-snapshot direct data domain approach

For the realistic case where there is no secondary snapshot that does not contain the desired signal and exhibits the statistical characteristics similar to the snapshot under test, direct data domain (D³) beamforming approaches have been proposed to estimate a desired signal in the presence of interference. However, the basic idea of the D³ methods is realized by making significant sacrifices with respect to the number of degrees of freedom (DoFs). In this paper, we present a multi-snapshot approach for D³ beamforming. Using the least-squares method with multiple snapshots, we can eliminate the interference without causing a severe reduction in the number of DoFs. In addition, to consider a mismatch between nominal and actual target steering vectors, we propose a D³ approach combined with a probability constraint to prevent the self-nulling effect, and the relationship between the probability constraint and norm constraint is discovered. The simulations verify that the proposed method provides better performance and robustness than the conventional D³ approaches.     

自适应FIR时延估计方法在目标定位中的应用

分析了自适应FIR时延估计方法,并将该方法应用于平面正方形阵的定位中。实验结果表明,自适应FIR时延估计方法有较高的时延估计精度和较快的收敛速度,具有很好的工程实用价值。     

UWB信号波形墙体透射的研究

理论上推导了均匀平面波垂直入射与任意入射时的透射系数,利用Fourier变换对各种超宽带（UWB）脉冲波形在室内墙体透射中的失真问题进行了研究,仿真结果和时域的精确结果对比,一致性良好,另外初步分析了波形失真的特性。     

一种应用于超宽带（UWB）的CMOS五次微分高斯脉冲发生器

A CMOS fifth-derivative Gaussian pulse generator is presented for ultra-wideband （UWB） applications. The design exhibits low power consumption, low circuit complexity, and a precise pulse shape to inherently comply with the FCC spectrum mask for indoor UWB applications without the need for a filter. The pulse generator is implemented with a 1.8-V, 0.18-μm CMOS process. The small core chip size of the pulse generator is only 217 ×121 #m2 because of its all digital circuit design. The measured fifth-derivative Gaussian pulse has a peak-to-peak amplitude of 158 mV and a pulse width of 800 ps. The average power dissipation is 0.6 mW with a pulse repetition frequency of 50 MHz.