基于CS阵列的DOA估计

基于目标在空域分布稀疏的性质,通过引入压缩感知(Compressive Sensing或Compressive Sampling,CS)理论的思想,提出一种基于奇异值分解的压缩采样阵列(SVD-CSA)DOA估计算法。首先建立DOA压缩感知模型,根据阵列结构建立过完备原子库,然后对压缩采样阵列结构输出的数据矩阵进行奇异值分解,最后基于范数约束的最优化问题的目标函数将信号子空间分解到最佳基向量上,实现了空域信号DOA的高分辨估计。相对于已有算法,该算法减少了硬件复杂度,具有较低的运算量,且能够对相干信号进行有效DOA估计。实验仿真验证了其有效性。     

均匀直线阵下通用信号模型稳健波束形成算法

针对非相干散射信号源稳健波束形成问题,提出了一种均匀直线阵下通用信号模型稳健波束形成算法．该算法通过引入数据共轭重排理论,利用定义的两个转换矩阵,重新构造信号协方差矩阵,给出了最优权矢量的实值闭式表达式,减少了算法的计算复杂度．仿真分析了期望信号信噪比、指向误差、快拍数及失配约束参数对输出信干噪比的影响．仿真实验表明,通过对接收数据的共轭重排再利用,提高了算法在快拍数有限、存在有用信号失配及其他失配等非理想条件下的输出性能．     

基于通道误差校准的空域导向矢量多通道SAR-GMTI 杂波抑制方法

针对通道幅相误差和图像配准误差等非理想因素导致地面动目标检测性能下降的问题,该文结合最小方差和空域导向矢量两种杂波抑制算法,提出一种基于通道误差校准的空域导向矢量杂波抑制方法。该方法首先计算最小方差杂波抑制的权向量,通过该权向量构造配准图像,然后利用配准图像计算杂波正交补空间,最后通过正交子空间的方法实现杂波抑制。理论分析及实验结果表明,所提方法在图像配准误差和通道幅相误差较大的情况下仍具有很好的检测性能,能获得较最小方差杂波抑制方法和基于空域导向矢量的杂波抑制方法更高的信杂噪比。      

基于改进时频分析方法的雷达信号瞬时频率估计

瞬时频率估计(Instantaneous Frequency, IF)在雷达信号处理中有着重要的研究意义,时频分布峰值检测是IF估计研究和应用中较为普遍和有效的方法,但由于噪声的影响,时频分布峰值往往偏离真实的IF曲线。针对低信噪比下的IF估计,文中首先对WVD及CWD的时频分布矩阵作Hadamard积,得到一种混合的时频分析方法,而后采用多样本信号时频能量累乘的方法,进一步抑制噪声在时频面上的分布;然后以时频分布峰值在信号自项时频聚集区域的分布概率为准则,计算出时频分布的数据窗长,并根据该窗长得到IF的初始估计;最后依据初始IF,采用交叉置信区间算法对时频分布峰值进行检测,得到信号的瞬时频率估计值。文中对NLFM、LFM和FSK信号的IF估计进行了研究,并与WVD峰值检测法和时频分布一阶矩法进行了比较,仿真结果表明了本文方法的有效性。      

基于FrFT的伪码-线性调频信号参数估计算法

伪码-线性调频(PRBC-LFM)信号是近些年来应用于低截获概率(LPI)雷达的一种常用复合调制信号。针对PRBC-LFM信号的特点提出了一种基于分数阶Fourier变换(FrFT)的参数估计算法,算法首先通过二维分数阶Fourier域峰值搜索找到最佳旋转角,估计调频斜率;然后对信号做相应阶数的FrFT,利用FrFT峰值点之间距离与调频信号参数的相互关系估计信号的调频带宽、起始频率、码元时宽、载波频率等参数;最后根据估计出的调频参数重构线性调频信号,与原信号每个码元共轭相乘去载波,通过对基带信号幅度符号的辨别识别出二相编码信号的编码规律。仿真实验表明,本文方法能在较低信噪比下实现PRBC-LFM信号参数有效估计。      

空间目标位置误差未知的碰撞概率算法

针对航天器和空间碎片位置误差未知的情况,提出一种空间目标碰撞概率的计算方法。该方法基于正交投影变换将碰撞概率中的三维问题转化到二维进行求解,并利用变量置换的方法计算空间目标碰撞概率。讨论了位置误差椭球形状和大小变化对碰撞概率的影响。根据实际碰撞事例验证了其有效性。     

基于短时傅立叶变换和Wigner-Ville分布的联合变换

短时傅立叶变换是一种线性变换,对于多分量信号来说不存在交叉项,但时频聚集性不好;wgner-Ville分布具有很好的时频聚集性,但对于多分量信号却存在交叉项。文章讨论了一种结合短时傅立叶变换和Wigner-Ville分布各自优点的方法,通过将二者进行“融合”,可以得到既没有交叉项,而且时频聚集性叉好的时频分布。通过实验验证了该方法的有效性,并且该方法在低信噪比下对信号有很好的检测性能。     

基于反对角单位阵的窄带多径信号接收波束形成算法

针对多径环境下传统Capon 波束形成器性能下降的问题,该文首先分析了期望信号对消的原因:对应期望信号和多径干扰的阵列输出间的相位差始终在 附近变化。然后利用反对角单位阵构造新的阵列接收数据协方差矩阵和导向矢量,并根据最小方差无畸变(MVDR)准则求取最优加权矢量进行阵列输出。该算法无需估计多径和非相关干扰信号的来向,且可以通过调整选取的阵元个数获得更优的阵列输出性能。仿真实验表明该文算法的性能优于传统Capon 和多径信号接收类算法。      

基于正则化约束总体最小二乘的单站DOA-TDOA无源定位算法

针对利用单站外辐射源的目标无源定位问题,该文提出一种联合到达角度和时差信息的正则化约束总体最小二乘(RCTLS)定位算法。首先,将非线性的到达角度和时差的观测方程进行线性化处理,分析了方程系数矩阵可能出现的病态问题,将定位问题建立为RCTLS模型,并采用牛顿迭代方法对模型求解,从而得到目标位置估计。最后,推导了算法的理论误差,并按照均方误差最小的原则推导了正则化参数的最优值。仿真结果表明,算法的定位精度和鲁棒性均优于约束总体最小二乘(CTLS)算法。此外,对系统几何精度因子图的分析表明,目标及外辐射源的位置对定位精度也有影响。     

短程宽带FMCW雷达信号非线性校正方法研究

调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW）合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）具有重量轻、截获概率低、高分辨率成像等优点,但其发展受到限制的一个重要因素是发射信号中存在非线性误差。本文针对一部X波段4.8GHz带宽短程调频连续波成像雷达系统中非线性误差较大的问题,提出了一种基于高阶模糊函数（High-order Ambiguity Function ,HAF)和重采样的非线性误差校正方法。该方法结合压控振荡器( Voltage Controlled Oscillator,VCO)的频率电压特性将非线性差频信号拟合为多项式相位信号（Polynomial Phase Signals,PPS）,利用HAF对多项式相位系数进行估计,并利用插值完成非线性误差校正。仿真和实测数据处理结果表明,该方法能准确有效地校正FMCW系统中的非线性误差,且工程适用性强。