改进型圆面阵的快速波束形成算法设计

为降低基于圆面阵的三维成像声纳波束形成算法的运算量,提出改进圆面阵布阵阵型设计及优化波束方位的方法。改进型圆面阵由多条通过圆心的线阵组成,其波束形成等效于所有线阵波束形成结果的叠加;通过对波束方位进行优化,使得每一条线阵的波束形成过程等效为等长度的一维快速傅里叶变换运算。仿真结果表明,改进型圆面阵的波束形成运算量较直接计算显著降低。运用改进型圆面阵可显著降低三维成像声纳信号处理系统的复杂度,提高了声纳的综合性能。     

双层圆阵的自适应零点波束形成

离散圆阵是水声工程中的主要阵形之一,研究这一阵列形式下的阵列布放结构与波束形成方法具有重要意义。本文在分析均匀圆阵波束图的基础上,提出了采用双层圆阵来解决均匀圆阵波束图副瓣电平较高等问题,并将双层圆阵应用于自适应零点波束形成。首次将2种稳健的自适应零点波束形成算法即基于特征空间的自适应波束形成算法（ESB）以及能抑制相干干扰的多约束最小方差波束形成算法（MCMVB）在双层圆阵上实现,得到了较深的零陷。仿真结果表明,与均匀圆阵相比,双层圆阵的波束图有较低的副瓣电平,而且能够形成较深的自适应零点。     

双基地声纳探测范围分析

双基地声纳在一定程度上综合了单基地主动和被动声纳的优点,具有扩大探测范围的优势,但并不能够在全方位上都获得探测距离优势,在某些方位上甚至不如等效单基地声纳。在双基地声纳系统中,根据能量关系推导出双基地声纳系统最大可探测范围的数学模型,并进一步定量分析了基线长度、等效半径与探测范围和各个方位上的探测距离的关系,提出了优势区域、优势角的概念。在此基础上,给出了不同情况下双基地声纳的几种优化使用配置方案。     

双基地声纳混响建模分析

在浅海环境下,混响是影响双基地声纳系统性能的主要因素,基于双基地声纳的几何特点,对接收端的混响进行了建模,并在接收端具有指向性的条件下,得出了混响面积以及接收端信混比的计算公式,对不同条件下接收端的混响强度以及信混比的变化进行了仿真分析,得到了不同条件下双基地声纳接收混响强度与收发位置、信号脉宽以及接受指向性的关系。     

双基地声纳海底混响面元划分与建模

鉴于影响双基地声纳性能主要因素之一的混响面元的划分和计算的研究少有公开报道,提出一种双基地声纳海底混响区域的面元划分方法,建立了基于SSA海底散射强度模型的双基地声纳海底混响模型.仿真结果表明该方法能够对产生混响的海底区域进行有效地估算,并得到双基地声纳海底混响随时间的变化趋势,为双基地声纳系统的性能评估和合理配置、使用提供了有效的模型.     

矢量阵改进常规波束形成

针对常规Bartlett波束形成无法充分发挥矢量阵抗干扰性能的问题,提出基于声压振速联合处理的矢量阵改进Bartlett波束形成方法.推导了该波束形成器的解析表达式,给出其方位谱计算方法,定义了左右舷模糊抑制增益用于分析两种方法单边指向性能.声压振速联合处理能够更好地抑制噪声使得改进方法旁瓣更低、左右舷模糊抑制性能更好...     

基于MUSIC算法的圆阵测向技术研究

MUSIC算法是空间谱估计测向的基础,它是通过天线阵对被测信号的响应矩阵来解算信号方向的。由响应矩阵的特征值,得到对应于信号和噪声的特征向量,以此扩展成信号子空间和噪声子空间。利用信号子空间与噪声子空间的正交关系,即可求解信号的方位角。这种空间谱估计测向方法,可以克服一般干涉仪测向体制中测向模糊和测向盲区的问题,且有较高的精度和分辨率。     

双线阵的CTA算法研究

在远场目标的假设前提下,研究了双线阵的CTA算法。推导了理想状态下双线阵常规波束形成的方向指向性函数,分析了理想状态下双线阵延时相加和延时相减两种常规波束形成方法左右舷分辨性能。针对传统的双线阵波束形成方法延时相加和延时相减波束形成空间分辨性能差,而传统的高分辨方法一最小方差无畸变响应( MVDR)计算量大、不易在实际系统得到应用的事实,提出双线阵子阵算法,并给出了双线阵CTA算法的表达式和信号处理流程图。理论研究表明：子阵算法尤其是基于延时相加的CTA算法具有计算量小、波束窄、空间分辨性能好而且还有很好的左右舷分辨性能。最后海试数据验证了理论分析结果的正确性。     

基于GDOP定位误差的双基地声纳算法

根据双基地声纳定位的特点,给出了基于发射机算法、接收机算法以及波达方位算法等6种双基地声纳的定位算法,并推导出各自的定位精度的几何稀释(GDOP)误差.通过数值仿真,得到了这6种算法的误差分布,并且给出了目标位于不同区域时,精度最高的算法.通过比较,筛选出能获得较高定位精度的测量参量.仿真结果表明,与单基地声纳相比,只要在不同区域选取合适的算法,双基地声纳将会获得更高的定位精度.     

鱼雷共形阵自适应宽带恒定束宽波束形成研究

低频和宽带作为鱼雷自导系统的一个重要发展方向,受到人们越来越多的关注。而共形阵宽带恒定束宽波束形成作为宽带共形阵鱼雷自导系统的一项关键技术,其性能的好坏直接影响共形阵鱼雷的总体性能。该文应用维德罗提出的最速下降法,提出了适用于鱼雷共形阵的宽带恒定束宽的自适应算法和系统结构框图,并对其进行了详细的理论计算和仿真试验。仿真结果表明,该方法对于宽带信号的恒定束宽波束形成具有良好的效果,对共形阵鱼雷自导系统的宽带波束形成有重要的工程应用价值,同时对现有鱼雷自导系统宽带波束形成方法的改进也具有参考意义。     

线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法

通信领域中非圆(NC)信号的波达方向(DOA)估计已经得到广泛的研究和应用。考虑到非圆信号的多重信号分类算法(MUSIC)计算复杂度较高,提出线阵中基于降维NC-MUSIC的非圆信号DOA估计算法。与传统的需要二维搜索的2D-NC-MUSIC算法相比,该算法只需要一维搜索,降低了计算复杂度。仿真结果表明,该算法优于传统的MUSIC算法,并且与2D-NCMUSIC算法的估计性能非常接近。     

基于平面圆阵的二维测向精度分析

文中分析了基于平面圆阵的MUSIC算法对非相关信号源进行二维DOA估计的测向精度。推导了基于平面圆阵的二维DOA估计精度的公式。并通过计算机的仿真验证了模型的有效性，仿真结果说明了在一定的约束条件下，测向的精度与信号波长和平面圆半径之比、分布于平面圆上阵元的个数及入射信号入射到天线阵的角度都有关系，并给出了相应的曲线。     

基于线性最小二乘估计的双基地声纳定位优化算法

针对双基地声纳系统存在冗余信息的问题,基于线性最小二乘估计理论提出了一种定位优化算法,建立了T/R？R型声纳系统水下定位的数学模型。通过MATLAB软件的仿真分析,给出了影响该算法性能的各个因素,并与传统TOL算法进行了对比。仿真结果表明,采用线性最小二乘估计算法能更好地利用系统测量的冗余信息,显著提高双基地声纳基线区和侧边区的定位精度。该算法具有受基线长度和站址误差影响小等优点,是一种具有工程应用价值的双基地声纳定位算法。本文的研究可为多基地声纳定位优化问题的研究提供理论基础。     

相控阵雷达导引头捷联波束稳定算法研究

相控阵雷达导引头是空空导弹导引头发展的一个重要方向,由于相控阵天线与弹体固连,捷联波束稳定是其急需解决的关键技术之一。在分析相控阵雷达导引头特点的基础上,提出了捷联波束稳定的方案,利用弹目视线在惯性空间不变的原理,推导并得出适应于相控阵雷达导引头的捷联波束稳定算法,并通过计算机仿真验证了算法的有效性。     

信源数目过估计下相干信号的修正MUSIC算法分析

在简要介绍阵列信号处理中广泛采用的MUSIC算法的基础上,分析了信源数目过估计情况下的MUSIC算法测向性能,针对信源数目过估计下MUSIC谱会出现虚假信号的问题,提出了一种适合于相干信号的改进MUSIC算法,仿真结果证实了改进算法的可行性和有效性。     

改进G-S零点控制算法在雷达中的应用

针对目前对Gram-Schmidt(G-S)自适应零点控制算法的研究大多只停留在理论研究阶段,还没有将其应用于低截获概率(LPI,Low Probability of Intercept)雷达设计,提出一种改进的G-S自适应零点控制算法应用于连续波(CW,Continuous Wave)体制LPI雷达。该算法可以把接收信号中的目标信息去除,只留下干扰信号,进而进行正交化处理,从而防止目标信息被当作干扰抑制掉。阵列方向图、零陷深度和误差分析等仿真结果表明:该算法在保证较快的收敛速度和较好的稳定性的基础上,相对于传统的G-S正交法有10 dB以上的零陷加深,从而验证了该算法能有效提升雷达的LPI性能。