-种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成（ADBF）算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成（A一ADBF）算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

一种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成(ADBF)算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成(A-ADBF)算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.     

一维子阵自适应数字波束形成算法研究

在现代雷达系统中,相控阵雷达是其非常重要的发展方向,其中的自适应数字波束形成技术则是相控阵雷达的核心技术.自适应数字波束形成的核心问题是对期望信号的有效接收,但对干扰信号的抑制则是通过调整各个阵元的权值来实现的.由于大型相控阵天线的阵元数目比较多,如果在阵元级进行自适应数字波束形成,则硬件系统复杂.为解决这个问题,可利用子阵级自适应数字波束形成的方法,即每个子阵利用一个接收通道.因此,可在低副瓣的基础上,使子阵自适应波束形成.通过仿真可知:阵元幅度加权可以很好地降低副瓣;可解决均匀非重叠子阵的幅度加权产生的栅瓣问题;子阵级自适应数字波束形成具有很好的抗干扰性能.     

相控阵子阵级和差多波束测角方法

针对大型相控阵多目标单脉冲测角问题,提出了一种利用和差多波束在子阵级实现多目标测向的方法.首先,通过合并阵元输出降低系统复杂度;其次,通过多套子阵级仅相位导向矢量和对称取反方式实现和差多波束;最后,只需获得方位及俯仰维法线斜率,就可估计任意指向波束内的目标二维偏角.与子阵级四指向和差测角方法相比,所提方法具有测角精度高和实现简单的优点.实测和仿真数据处理结果显示了方法的有效性和优越性.     

基于一维辅助波束的自适应-自适应波束形成

为了避免面阵自适应-自适应波束形成方法在构建二维辅助波束时需要对干扰入射角进行二维搜索,提出了基于一维辅助波束的面阵自适应-自适应方法.该方法首先估计出干扰的一维空间角并形成一维空间辅助波束,再将辅助波束同主波束一起进行自适应波束形成处理来抑制掉干扰.由于只需估计干扰的一维空间角,因而对干扰入射角的搜索计算量大大降低,适合于工程实现.仿真结果证明了方法的有效性.     

机载相控阵雷达杂波谱

介绍机载相控阵雷达所面临的复杂地杂波谱，分侧面阵和前／后向阵两种情况对地杂波谱进行说明，并在此基础上介绍空时二维自适应最佳滤波。     

二维面阵子空间重构快速估计方法

针对当前进行二维面阵高精度波达方向估计时计算复杂度较高的问题,提出了一种适用于二维面阵的高精度低计算复杂度的快速估计方法。这种方法首先利用面阵子阵间的旋转不变关系完成二维角度预估;然后将预估角度作为先验信息,利用子阵的信号子空间重构面阵的信号子空间,并进行梯度搜索,实现对二维角度的精确估计。其中,利用子阵的信号子空间对面阵的信号子空间进行重构,有效地降低了进行子空间估计时的计算复杂度;采用梯度搜索的办法进行局部搜索,使得搜索时的计算复杂度大幅下降,获得了与经典二维MUSIC算法一致的估计精度。计算机仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于压缩感知的FDA-MIMO雷达波束形成算法

为保证FDA-MIMO雷达具有较高的距离维分辨率,充分利用信号在空间的稀疏特性,提出了基于压缩感知的FDA-MIMO雷达自适应波束形成算法.该算法只需对少量阵元接收通道的信号在角度-距离二维上进行压缩采样,就可以精确地恢复出满阵接收的原始信号,然后再进行自适应波束形成对主瓣干扰进行抑制.仿真结果表明,与稀疏阵相比,该算法不仅形成了高角度和高距离分辨率的点状单峰值波束,提高了目标回波能量,去除了栅瓣,并且干扰零陷更深,主瓣干扰抑制性能更好.     

基于最优宽带性能的相控阵设计研究

针对现阶段对具有宽带信号接收能力相控阵的需求,提出了一种最优宽带性能的阵列设计方法。首先总结出均匀型子阵系统子阵数与阵列宽带特性之间的规律,然后在充分考虑子阵数、延时器及移相器量化精度、旁瓣电平及主瓣偏移和工程实用性的条件下,对粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)进行改进并将其应用于阵列不均匀划分的优化中,得到了一种最优宽带性能的子阵划分方式。仿真验证表明,与均匀划分阵列相比,相控阵采用优化后的子阵划分方式并结合子阵级实时延时器技术,可以有效提高阵列瞬时工作带宽。最后总结文章方法和均匀型子阵系统实现阵列宽带扫描方法的优缺点。     

一种机载雷达子阵杂波谱估计方法

针对机载雷达空时自适应处理技术在实际应用中存在的问题和现有杂波谱估计方法不足的情况,提出一种基于空时二维线性预测的子阵杂波谱估计方法.该方法通过对接收到的空时杂波数据进行抽取和排列,以及对杂波协方差矩阵进行重新构造的方法,求取空时二维线性预测权值,然后进行杂波谱估计.仿真结果表明,本文方法在理想情况、存在阵元误差和速度模糊下均能够准确估计出杂波谱;与传统最小方差谱相比,谱峰更尖锐且减少了杂波谱估计的计算量.     

任意分散布阵短波通信干扰机空间功率合成技术

介绍了随意分散布站短波通信干扰机空间功率合成系统的基本原理和主要技术，给出了系统仿真和试验结果．该系统以短波通信干扰机为阵列单元，采用随机稀布阵数字发射波束形成技术将多台干扰机的功率在空间进行合成，达到增强干扰功率的目的，同时由于采用任意分散布站，使得该系统具有更强的实用性．     

基于相同子阵的稀疏阵列方向图综合算法

为了抑制稀疏阵列方向图的栅瓣,提高分布式星栽雷达阵列方向图的性能,对相同子阵组成的稀疏阵列方向图综合进行研究,提出了一种基于相同子阵的稀疏阵列方向图综合算法．首先对予阵级稀疏阵列进行建模,并对其阵列方向图的特性进行分析．然后通过优化子阵级稀疏阵列,实现对方向图栅瓣的抑制．最后通过仿真,验证了该算法的有效性．     

微波综合脉冲孔径雷达方向图综合研究

结合MIMO雷达多发多收的特点,建立了微波综合脉冲孔径雷达(SIAR)的阵列模型,并提出该阵列的一种实现方案:发射阵采用稀布子阵集,接收阵采用密布子阵的形式．在固定子阵数目和保证阵列孔径的条件下,利用联合选择和两倍交叉的修正遗传算法对这种双基地SIAR平面阵的子阵位置进行优化,以降低方向图的旁瓣电平．仿真结果表明该方法提高了搜索速度,合成阵列方向图最大峰值旁瓣电平可达到-31.1dB,满足工程需要．     

基于L阵的低计算复杂度二维波达方向估计

针对L阵的二维波达方向估计问题,提出了一种低计算复杂度、高精度的二维波达方向估计算法.首先利用L阵子阵互相关矩阵和均匀线阵导向矢量的共轭交换性质扩展阵列孔径,并构造新的阵列接收数据;然后利用旋转不变子空间算法得到二维角度估计;最后将子阵互相关矩阵对角元素Toeplitz化,在不损失阵列孔径的情况下重构出类阵列自相关矩阵,利用Nystöm方法得到信号子空间估计,进而通过少量角度搜索得到正确的二维角度配对.该算法无须大量角度搜索,具有角度估计精度高、运算量小、所需快拍数少的优点.理论分析和仿真实验结果证明了算法的正确性和有效性.     

相控阵三维摄像声纳的自适应阈值选取

针对相控阵三维摄像声纳阈值选取的问题,提出了一种新的自适应阈值方法。该方法首先根据检测到的各个波束所属的边缘模式,统计各个波束的邻域对称性,并利用该对称性对原始的基于波束强度的置信度图像进行修正。再采用最大熵原理,计算适用于新的置信度图像的自适应阈值。试验结果表明:该算法能够有效地区分物体区域和背景区域,而所需的计算量仅与常规的空域滤波方法处于同一量级。该自适应阈值算法适合于相控阵三维摄像声纳系统的实时应用。     

基于MIMO技术的相控阵雷达及目标检测方法

针对传统的相控阵雷达存在的高硬件复杂度问题,提出了一种基于多输入多输出(MIMO)技术的相控阵雷达系统(MIMO-LPC).首先建立了MIMO-LPC雷达的信号模型,对MIMO-LPC系统特性进行了分析,在此基础上给出了MIMO-LPC回波相位补偿以及目标检测方法.利用仿真数据对所提出系统和目标检测方法的有效性进行了测试.测试结果表明,采用恒虚警目标检测方法,MIMO-LPC的检测概率与相控阵雷达的检测概率基本相同,从而证实了所提出系统和检测方法的有效性.该系统为减少大型远程相控阵雷达的经济成本提供了一种方法     

System Design and Signal Processing for Frequency Diverse Array Radar

Frequency diverse array(FDA) radar has been studied for more than 15 years and has attracted a lot of attention due to its potential advantages over the well-known phased array radar.The representative feature of FDA is range-angle-time-dependent transmit beampattern and its underlying properties are continuously revealed in the research. The formulation and exploitation of the transmit diversity with a frequency increment is the fundamental principle, which brings extra degrees-of-freedom(DOFs) in the transmit dimension. As the FDA radar carries additional information in range, it provides more flexibility in signal processing and also brings in new technical issues. This article overviews the state-of-the-art in FDA radar area and its applications, mainly based on the progress in our group. There are two main catalogs in FDA radar area, namely coherent FDA and FDA-MIMO(multiple-input multiple-output) radars. Potential applications including target parameter estimation, ambiguous clutter suppression, and deceptive jammer suppression are discussed.