数字阵列天线接收通道宽带信号校准与波束形成技术研究

 本文提出了一种简洁、实用的天线接收通道宽带信号校准方法.该方法采用零中频信号处理技术,通过理论分析将数字阵列天线接收通道宽带线性调频信号校准分为通道间的时间和相位校准,证明了接收通道间宽带线性调频信号相位校准可以转化为单频信号进行,给出了接收通道间宽带信号的幅度校准方法和时间校准允许的误差范围.在通道校准基础上,采用脉冲压缩技术合成了宽带天线方向图.实验结果表明,本文方法是有效、可行的.     

一种通道均衡方法在宽带数字阵列雷达中的实现

针对宽带数字阵列雷达通道频率特性不一致的问题,提出一种基于频域均衡的宽带通道校正处理工程实现方法。首先,介绍了数字阵列雷达窄带校正基本方法;然后分析了宽带通道均衡原理,提出了基于频域均衡工程实现方法;最后,通过仿真对基本均衡算法进行了改进和工程数据实测验证。实测数据结果表明,该方法能有效补偿宽带数字阵列通道带内以及通道间幅相误差,显著提高了宽带波束性能,对于宽带数字阵列雷达工程设计具有较高参考价值。     

宽带数字阵列雷达通道均衡方法的设计与实现

对于宽带数字阵列雷达,可以利用通道均衡技术减小通道内部的幅相起伏和通道之间幅相不一致所带来的性能恶化,然而常规的方法对噪声的影响较为敏感。本文首先提出了一种宽带通道频率响应特性测试的有效方法;其次讨论了标准通道选择方法和均衡滤波器特性提取方法,进而提出了一种改进的基于傅立叶变换法的均衡滤波器系数设计方法;最后提出了噪声条件下通道均衡效果评估方法。通过对均衡结果的分析,验证了本文方法的有效性。      

相控阵雷达接收通道校准方法仿真

接收通道校正是保证接收波束形成性能的重要环节。构建了内场校准和外场校准相结合的通道校准方法的仿真模型。仿真结果验证了该方法可以明显改善第一副瓣水平,减小幅相误差对系统性能的影响。     

基于多种源的短波接收阵列校准

针对短波雷达提出了一种新的阵列校准方法.以往的阵列校准一般对校准源有一定的要求,且需要知道校准源的某些参数,如校准源的波达方向(DOA)等.该方法可利用各种可能的源(如单模源、多模源、时不变DOA源、时变DOA源以及各种源的组合)对接收阵列进行校准,且不需要知道校准源的波达方向.通过非线性可分最小二乘法对接收阵列的互耦系数和传感器位置进行估计.仿真与实验表明,此方案能够较好的对阵列未知参数进行估计.     

数字阵列天线接收波束形成方法及实验研究

针对数字阵列天线的发展需求,介绍了用快速傅里叶变换法、数字混频低通滤波法、多相滤波正交下变频法等3种数字接收机通道内信号的幅度、相位计算方法,给出了数字阵天线接收通道的内校准法和外校准法,以及校准后的天线方向图计算公式,并用实验结果检验了上述方法的有效性。     

阵列通道失配的三频率校准方法

提出一种新的校准通道失配的方法,即采用三个不同的已知频率的互不相关的远场信号源,从三个不同的已知方向入射阵列,对阵列的输出相关矩阵进行特征分解,形成线性方程组,对该方程组进行迭代运算来估计出通道在三个频率点上的失配系数,并由此内插出其它频率点的失配系数。理论分析和模拟结果表明本文方法比其它单频校准方法更有效。     

通道幅相误差对数字阵列天线性能影响及校准

为实现低副瓣数字阵列天线性能,需要对阵面通道幅相误差进行校准。针对此问题,定性分析了通道幅相误差、阵面通道数与数字阵列天线主要性能(副瓣电平、波束指向、增益)的相对关系,分析结果表明:通道间幅相误差越大,副瓣电平、波束指向、增益越差;通道数越多,副瓣电平、波束指向受通道误差影响越小,而增益受通道幅相误差的影响与阵面通道数无关。结合数字阵雷达实际使用中阵面通道幅相误差修调问题,重点研究了通道误差测量方法。给出了利用内监测法和中场测量法进行通道误差测量的原理、实现方法及适用条件,该2种通道误差测量方法可以作为互补手段使用。最后,给出了一种基于多次测量取平均值的数字阵列幅相误差校准方法,仿真结果表明:校准前后,通道幅相误差分别由2 d B和20°变为0.4 d B和2°,满足指标要求。     

分布式声传感器阵列校准方法综述

分布式声传感器阵列在军事侦察、公共安全监控和人机交互等领域应用广泛.但时钟异步、频率响应失配和节点位置未知问题严重影响后续基于分布式声传感器阵列的语音处理算法的性能,因此近年来学者们热衷于研究校准这三类阵列失配问题的方法.首先,本文介绍了导致分布式声传感器网络各类失配问题的原因和三类问题解决的先后顺序.然后,将现有的解...     

宽带数字阵列雷达通道固定时延误差估计技术的研究

为解决宽带数字阵列雷达通道固定时延误差导致的数字波束成形性能下降问题,提出一种基于最大似然估计和抛物线插值的通道固定时延误差估计方法。该方法首先通过基带发射信号和包含未知时延参量的基带接收信号的相关积分后信号的峰值点估计通道固定时延整数部分;然后利用峰值点及其相邻两点进行抛物线插值完成通道固定时延小数部分估计;最后计算多通道固定时延误差,并完成各通道固定时延误差的补偿。仿真结果表明,该方法能够在赛灵思的xcku115平台下,实现宽带数字阵列雷达的多通道固定时延误差估计,并且在输入信号信噪比为10～30d B的情况下,估计精度能够达到0.001～0.014倍采样间隔,可以满足工程的实际应用要求,提高宽带数字阵列雷达中数字波束成形的性能。     

数字阵列合成孔径雷达

回顾了数字波束形成（DBF）技术与合成孔径雷达（SAR）逐步结合的技术发展进程,讨论了DBF技术在SAR系统的典型应用模式、性能改善和功能提升,分析了DBF SAR系统构成及工程实现的主要技术问题,并提出了相应的解决方案。     

数字阵列MST雷达幅相标校系统设计

数字阵列MST雷达是有源相控阵气象雷达,可探测中层、平流层和对流层的大气风场.该雷达采用了分布式全固态发射技术以及数字波束形成技术,减少了硬件的复杂性,提高了探测性能,更适用于复杂天气过程的探测.幅相标校技术是数字阵列MST雷达的关键技术之一,该技术可以提高雷达的幅相一致性,从而提高雷达的探测性能.文中首先介绍了数字阵列MST雷达的系统组成,然后采用了矩阵分析的方法推导了幅相标校算法,给出了幅相标校系统设计流程,最后得出了一组实际标校结果.     

机载相控阵雷达校靶方法探讨

本文基于目标位置从天线坐标系到机体坐标系的转换关系,给出了机载相控阵雷达冷校靶的方法及原理;为了进一步消除目标位置的系统误差,又介绍了该型雷达热校靶的方法及原理.通过本文的方法,可以有效的提高机载相控阵雷达精度及作战效能.     

阵列雷达接收通道校正技术分析

阵列雷达接收通道的校正精度影响着阵列信号处理性能的提高。本文详细阐述了采用外场校准和内场校准结合的方法校准有源和无源器件,校准了整个雷达接收通道,给出了公式推导。列出了实验验证数据。证实了此方法有效可行。     

软件化雷达中接收通道不一致性的校正方法

针对校正软件化雷达接收通道不一致性的查表法 ,深入研究了接收通道增益的估计方法 ,该方法首先在天线阵列所在平面设置的一个校正源 ,运用信号子空间对信号DOA和通道增益的约束关系对通道增益进行估计 ,在未知校正信号DOA时可通过迭代的方法获得二者的一致估计。仿真证明了该方法的有效性。     

基于FFT的双基地综合脉冲孔径雷达发射阵校准

本文结合高频岸-舰双基地综合脉冲孔径雷达(SIAR)的特点,利用接收到的直达波信号以及全球定位系统(GPS)测得的接收站位置信息,提出基于FFT的发射阵增益、相位以及位置误差校准方法.仅存在增益和相位误差时,校准需已知一个接收站方位;增益、相位和位置误差都存在时,需要三个接收站方位.文中推导了对这三个接收站方位的要求,研究了接收平台运动和存在多径效应时的校准方法,分析了GPS角定位误差对校准的影响.计算机仿真表明了该方法对发射阵的增益、相位以及位置误差具有良好的校正性能.由于无需精确校准的辅助阵元或方位精确已知的辅助信源,并且运算量小,该方法易于工程实现.     

数字相控阵与模拟相控阵雷达的性能对比分析

对比传统的有源相控阵雷达,探讨了数字有源相控阵面临的诸多难题,如宽带、反干扰、数字T/R组件和超低副瓣等,以期对数字有源相控阵雷达的优缺点及进一步的研究重点有一个更加全面的认识。     

DDS在数字阵列雷达中的应用

介绍了直接数字合成技术（DDS）的工作原理,分析了其结构组成、特点和影响其性能的主要参数;并针对其特点讨论了它在数字阵列雷达中的应用,讨论了一种以DDS单元为核心的相控阵数字阵列模块实现方案,以及该设计方案的特点;在此基础上重点对数字阵列模块的DDS单元电路进行了设计;由于直接数字合成技术具有分辨率高、转换速度快、波形捷变方便等优点,使数字阵列雷达的整体性能得到了显著提高,最后给出了数字阵列模块的实验结果。     

Spatial Channel Sounding Based on Bistatic Synthetic Aperture Radar Principles

In this paper, we propose a simplified spatial channel sounding method by utilizing bistatic synthetic aperture radar (BiSAR) principles. Despite the different deployment geometries compared with a conventional BiSAR system, the feasibility of the approach is established by 1) the proposed method achieves a better spatial resolution than conventional directional channel sounders and 2) reconstruction algorithms based on time-domain back-projection in conjunction with a digital elevation model provide a good imaging performance and are suitable for reconstructing the spatial distribution of scatterers. Simulations of a high-speed rail (HSR) scenario demonstrate that the estimated power delay profiles (PDPs) and power angle profiles (PAPs) are close to the actual values.     

机载有源相控阵雷达角度标校方法

机载有源相控阵雷达是现代机载火控雷达的发展方向,有源相控阵雷达天线的角度标校工作是雷达研发以及列装部队后发射/ 接收(T/ R)组件更换和日常维护中的一项重要工作,标校结果直接影响雷达的探测精度,从而影响着飞机的作战效能和生存能力。文中提供了一种基于目标模拟器和电子全站仪的角度标校方法,该方法具有设备简单,操作方便,测试精度高,数据重复性高,实施成本低,标校时间短,只需要一个人即可完成整个标校流程等优点,具有较好的推广前景。