一种机载单站相位干涉仪解模糊算法

在机载单站无源定位系统中,相位干涉仪测向解模糊的实现方式通常有两种:长、短基线相结合的方法以及基于双基线系统余数定理算法.双基线系统余数定理算法不需要限制最短基线长度小于半波长、只需选择基线长度互质,天线数量适中,易于实现.文章对该算法的基本原理及算法实现进行了详细论述,并对正确解模糊对附加相位干涉仪测量精度要求给出了理论分析,最后通过仿真验证了该算法的有效性,为机载单站无源定位的工程实现提供了一定的理论依据.     

改进相关干涉仪算法在DOA估计中的应用

相关干涉仪算法（Correlation Interferometer Algorithm,CIA）是波达方位（Direction Of Arrival,DOA）估计中常用的算法,但是阵列的长短基线导致了该算法在测向中存在基线镜像对称和相位模糊问题.针对以上问题,本文提出了一种基于象限分类的改进相关干涉仪算法.首先,将信号到达各阵元的时间差转化为相位差,同时将得到的相位差与360°作比,记录得到的整数和余数.然后对余数进行象限分类,之后用传统的相关干涉仪算法求解得到信号的初始估计值,最后根据逆运算求解信号的最终估计值.实验仿真表明,该算法不仅解决了基线镜像对称和相位模糊问题,而且提高了信号估计的精度,降低了计算复杂度,提高了测向的实时性.因此在波达方位估计上具有很高的参考价值.     

捷联被动导引干涉仪测向技术仿真分析

目前的反辐射武器多采用基于陀螺稳定平台的方式对目标进行跟踪导引,这种导引方式受到了弹体前端空间的限制,难以保证低频段导引头的测向精度。为了解决这个问题,研究了捷联被动导引干涉仪测向技术。对捷联被动导引原理进行了论述,介绍了干涉仪测向算法和相关干涉仪测向算法,并对方位和俯仰天线阵进行了布阵设计和测向精度的仿真,仿真结果表明测向精度满足反辐射武器制导要求。     

基于到达时差测向法的目标角度测量技术研究

介绍了单基线到达时间差测向的基本原理,根据原理推导出单基线时间差测向技术的相关公式,根据公式分析了时间差测向系统相位误差产生的原因,从测向原理出发阐述了基线长度等因素对测向精度的影响,并且比较了多种测向方法.介绍了短基线时间差测向方法的优点.由于在地面应用时,短基线时差测向设备的基线长度基本不受限制,测向精度高,因而对目标的定位精度也能达到较高水平.与干涉仪方法进行了比较,为后续测试定位无人机的实验提供了理论基础.     

一种长基线组合二维角测向方法

针对长基线相位干涉仪测量无线电辐射源来波方位和仰角可能出现的方向模糊问题,提出了一种正交长基线匹配解测向模糊的方法,并基于正确消除相位差模糊的充要条件建立了该方法正确解测向模糊的概率模型,推导了正确解测向模糊概率的解析表达式。根据工程中常用的并行接收和时分接收处理方式建立了两种相位差测量误差模型,分别给出了该方法在这两种误差模型下正确解测向模糊的概率和测向误差公式,计算机仿真试验验证了其正确性。理论分析和仿真试验表明,该测向方法具有较高的正确解测向模糊概率和测向精度,并且采用不同的接收处理方式对正确解测向模糊的概率和测向精度影响较大。     

MIMU辅助无人机相关干涉仪测向方法研究

机载相关干涉测向技术近年来发展迅速,其中微型旋翼无人机凭借悬停飞行能力,为测向系统提供了良好的工作环境,被广泛应用于侦察、救援和救灾等诸多领域.干涉仪测向体制的原理是通过测量位于不同电波波前的天线间相位差来确定来波方位,从其原理可知,载体平台基准误差是测向的主要误差源之一,在以微型旋翼无人机为载体时,误差对测向系统的影响更为突出.针对上述问题,分析了振动对微型旋翼无人机干涉测向算法性能的影响,并提出了一种微型惯性测量单元(Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU)辅助状态下的微型旋翼无人机强鲁棒性相关干涉仪测向方法.方法利用MIMU检测无人机振动所产生的角度干扰,根据得出的信息和改进后的干涉测向算法来校正测向结果.仿真结果表明,基于MIMU的微型旋翼无人机测向方法在振动影响下仍具有较高的测向精度,验证了该方法的有效性.     

均匀圆阵下微波光子鉴相相关干涉仪测向算法

为实现高频段微波信号的精确测向,提出了一种基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向算法。为克服传统的电域鉴相器工作频段低、带宽窄的缺点,利用微波光子技术高频段、大带宽、低损耗和抗电磁干扰的优点,基于双偏振调制器设计一种微波光子鉴相器,利用光干涉将相位差信息映射为光信号功率,通过测量功率计算出相位差。该微波光子鉴相器精度高,能实现±180°的相位差测定,鉴相精度为±2°。利用余弦函数克服了传统相关干涉仪存在的相位模糊问题。同时,为确保算法的实时性,测向算法需选取适当的步进角度。为克服步进角度引入的测向误差,利用二维抛物面进行拟合插值运算,从而提高算法的精确度。最后,通过仿真验证了微波光子鉴相器和相关干涉仪测向算法的有效性。     

适于FPGA实现的相关干涉仪测向算法研究

相关干涉仪测向算法的应用广泛,使用FPGA能够解决其应用DSP很难实现宽带信号的实时测向问题.介绍一种适于FPGA实现的相关干涉仪测向算法——最小间距法.与使用相位差值进行相关处理的传统相关干涉仪不同,最小间距法不需要求解采向信号的相位差,并且该算法摒弃了传统算法中求解相关系数的设计思路,引入求取空间点最小距离的方法来获取信号来向,降低了算法复杂度,减少了FPGA内部逻辑资源的使用.     

双天线测向信息辅助捷联惯导快速对准算法

为解决捷联惯导的快速高精度对准问题,给出了一种双天线测向信息辅助的惯导快速对准算法.介绍了双天线测向的基本原理,在此基础上给出了双天线基线安装误差的补偿方法.基于速度、位置、航向观测量,设计了快速对准卡尔曼滤波器,给出了具体航向量测方程.根据实测双天线测向误差特性进行了仿真分析.仿真结果验证了方法的有效性,4 min航...     

相关干涉测向关键技术的研究与实现

详细分析相关干涉测向的各项关键技术,以五元圆阵为模型,说明天线超孔径对测向结果的影响及解决方法,分析相关算法,说明来波方向角的计算方法。最后讨论解决接收通道相位不一致的方法以及避免天线的来波信号被屏蔽的方法,并且编制出测向系统应对以上情况的基线选择判决流程.     

一种基于二维MUSIC算法的测向系统

空间谱估计测向具有高精度、高分辨率等优异性能,它基于多信道接收机和阵列信号处理技术,可以分别得到空间中同频多个信号的方位,并且相对干涉仪等其它方法具有较高的测向精度。针对空间谱估计中的经典算法-MUSIC算法,介绍了一种基于二维MUSIC算法的空间谱测向系统,并对整个系统的硬件单元及工作流程进行了描述,最后给出了系统的实测数据。     

基于FPGA的相关干涉仪算法的研究与实现

提出一种利用FPGA实现相关干涉仪测向算法的方法,给出了测向系统的结构和组成框图,并详细介绍了FPGA内部模块的划分及设计流程,最后结合实际设计出一种实现方案,并讨论了该方案在宽带测向中较原有实现方式的优势。为了使算法更适于FPGA实现,提出了一种新的相位样本选取方法,并仿真验证了该方法与传统方法的等效性。     

基于信噪比估计和矢量平均的干涉仪抗噪声测向方法

针对低信噪比条件下干涉仪测向准确度低的问题,提出了一种基于信噪比估计和相位差矢量平均的自适应测向方法。本文方法通过对多次测量的相位差复数矢量求平均来提高相位差的测量精度和稳定性,从而提高测向性能。提出的自适应准则通过估计来波信噪比,可快速确定不同信噪比下矢量平均所需样本量,使处理后信号达到设定信噪比阈值,获得稳定的测向准确度。分析了信噪比阈值对本方法测向性能的影响。本文方法计算复杂性小,对测向实时性影 响小。理论分析和仿真结果表明：本方法在低信噪比条件下可以达到很高的测向准确度,对低信噪比条件下的测向性能改善明显。     

基于FPGA的相关干涉仪测向算法的设计与实现

为了适应日渐复杂的电磁对抗环境,有别于传统的处理器采用串行架构使用IQ数据进行测向算法运算,为了能更快速、更稳定的计算出相位差,提出一种优化后的相关干涉仪测向算法架构并在FPGA上实现设计。详细给出FPGA测向系统架构和运算流程,并结合实际采取一个稳定的、经济实惠的系统架构。为了满足后续实际应用需求,在Xilinx的xc7vx690tffg1927-2为逻辑控制单元的载板进行板级测试中,验证了FPGA进行相关干涉仪测向识别结果的稳定性和高效性,经过验证发现,相较于传统的FPGA相关干涉仪测向架构,经实验测试后实现了所提出的架构在LUT资源占用率上降低了39.5%,测向速度提高17%,可处理信号带宽80MHz,跳速高达1200跳/s。     

五元阵宽带干涉仪测向机的系统设计与误差分析

提出了一种五元阵干涉仪测向系统的设计思路,采用工程上误差分析手段对其性能进行评估,运用FFT构造空间谱进行算法仿真,相关积累提高了信号的信噪比,仿真结果显示了与指标设计的一致性。     

基于GNSS测向原理的角度零值校准方法

文章简述了采用光学标定方法进行角度零值标定的局限,提出基于GNSS双天线基线测向原理的角度零值校准方法.以基线长度可变为约束条件,进行了精度验证分析,其角度标定精度完全满足雷达等无线电装备测角精度要求,具有较高的实用价值.     

基于三基线干涉仪的二维瞬时测向系统

针对电子战中敌方雷达的快速定位,设计了一种基于三基线干涉仪的二维瞬时测向系统,解决了在宽频带范围内保证测向视角和精度的难题。给出了系统的工作原理、电路结构以及软件算法,并重点介绍了信号处理组件的设计等关键技术。试验结果表明,该测向系统在X波段全频带内的测向视角达到了±60°,测角精度优于1°。     

基于双环天线的比幅式测向算法及实现

无线电测向历史悠久,在民用和军用领域得到了广泛应用。该文通过对幅度比较式测向原理的分析,推导出基于正交双环形天线的改进型沃特森一瓦特测向算法,同时给出在MC3362上的硬件实现方法,最后由理论与实测结果的对比,进一步剖析算法特点及使用注意事项。该算法具有易实现,操作简单,搜索速度快等特点,适用于快速测向手持设备。     

基于小数量贴片天线的信号波达方向测试方法

传统来波信号方向估计算法存在计算量大、工程实现难度高、阵子效率低的问题.为了解决上述问题,文章提出了一种利用小数量贴片天线的来波信号二维到达角估计方法.该方法利用比幅测向技术,按照天线排布将空间划分成3个区域,在每个区域建立空间查找表,对来波信号到达角精确估计.基于以上方法,文章用Matlab对空间不同方向到达的信号进行了仿真分析,估计误差在0.5°以内,估计时间相对于MUSIC算法显著提高,验证了该方法对来波信号方向估计的准确性与时效性.该方法可以应用于便携式终端,在民用方面为信号方向估计提供一种可行的方法.     

五通道相位干涉仪测向算法及其在TMS320C6711上的实现

对实施被动无源测向定位的主要工具之一的相位干涉仪进行了较为详细和系统的研究,给出了一维相位干涉仪的基本关系式,分析了五通道相位干涉仪测向定位算法及其性能指标,对解相位模糊问题进行了探讨。最后,在高速浮点数字信号处理器TMS320C6711系统上实现了五通道相位干涉仪测向定位算法,达到了性能指标及实时实现。