一种宽带相控阵多基线干涉仪的设计方法

将相位干涉仪测向应用到宽带相控阵雷达上,采用一种基于复相关运算的方法求解长基线的相位模糊,并针对仿真过程中该方法的局限性,提出了一种改进的解模糊方法。由于相控阵天线布局已经确定,基线长度只能使用半波长的整数倍,在此条件的约束下,为了使用尽量少的阵元,达到正确解模糊、保障测向精度的目的,针对0.7GHz~2GHz宽带射频信号,提出了一种宽带相控阵多基线干涉仪的设计方法,通过仿真结果验证了该方法有效、可行。     

星载干涉仪无源定位新方法及其误差分析

针对传统单星二维干涉仪测向定位存在的设备量大、易受通道间幅度/相位不一致性影响等缺点,提出了在单颗自旋卫星上只安装两个接收通道构成一维干涉仪,测量相位差变化率的无源定位新方法,采用了基于粒子群优化(PSO)的定位算法,分析了干涉仪转速以及旋转平面对定位性能的影响.结果表明,增大干涉仪转速有利于提高定位精度,为了使星下点周围各个方向上都有较好的定位精度,干涉仪旋转平面应与初始观测时刻卫星位置矢量垂直,PS0算法的定位精度能够接近定位误差的克拉美罗下限(CRLB).     

一种机载无源定位方法——干涉仪定位

通过分析无源定位相对于有源定位的优点,给出了干涉仪机载无源测向方法.在解释一维、二维、三维相位干涉仪无源测向原理的基础上,分析了干涉仪无源测向方法的误差,并分别采用多基线干涉仪技术和粗测向设备解决了干涉仪无源测向方法存在的主要问题-相位测量模糊,解决了测向精度和有限的不模糊视角之间的矛盾,即保证了高的测向精度,又能无模糊地测向.     

卫星导航天线阵的载波联合跟踪算法

测量卫星导航信号在天线阵各阵元上的载波相位之差可用于卫星波达方向解算,但传统的各阵元独立跟踪算法在干扰条件下无法实现高精度跟踪且容易失锁。针对此问题,通过将天线阵各阵元的载波相位分解为公共的平均载波相位和低动态的残余载波相位,提出了一种联合载波跟踪算法。该算法利用平均载波相位为每个阵元共有的特点,通过对全部阵元的联合处理来提高其跟踪精度,同时通过缩小环路噪声带宽来提高残余载波相位跟踪精度。理论分析与仿真结果表明,该算法提高了波达方向解算所需的阵元间载波相位差的测量精度及跟踪灵敏度,四阵元天线阵在典型应用条件下,跟踪灵敏度提高4d B,相同载噪比下载波相位差测量精度提高3倍。     

基于天线阵方位变化的相位双差GNSS欺骗干扰检测算法研究*

GNSS欺骗干扰通常由单个天线发射,各个欺骗干扰信号到达接收机的角度相同,采用阵列天线接收时欺骗信号达到不同阵元的相位差包含了其角度信息,故可利用信号载波相位差进行欺骗干扰检测。相位双差检测算法通过比较不同卫星信号到达天线阵两阵元的相位差实现欺骗干扰的判别,但对于二元天线阵,其载波相位双差存在角度模糊,导致虚警概率较高,限制了算法的应用。针对这一问题,本文提出了基于天线阵方位变化的欺骗干扰检测算法,通过二元天线阵在不同方位估计信号的载波相位双差,进行多次判决,有效消除了角度模糊,降低检测的虚警概率,实现二元天线的载波相位双差检测。建立了仿真模型,并通过仿真计算分析验证了该方法的有效性。     

机载二维干涉仪测向误差分析

以相位干涉仪测向原理为基础,对机载二维干涉仪测向误差产生原因进行了详细的阐述.分析了内部噪声造成的相位测量误差和载机倾斜造成的基线位置变化对测向结果的影响.考虑电波传输的多径效应,探讨了二径信道和Rice信道下的测向误差.针对仿真结果中各类误差的变化规律,提出具体改进思路和解决方法.     

干涉仪测向中相位差精确测量技术研究

相位差的精确测量在以相位为参考信息的测向体制中十分重要,直接影响了测向的精度。重点研究了相位差精确测量技术。在详细分析3种有效的测量方法基本原理基础上,比较精确地获取了信号的相位差,并通过大量的仿真实验比较3种方法在不同情况下的性能,为实际应用中选择合适的方法提供了依据。     

基于双谱鉴相的数字干涉仪测向技术

数字干涉仪测向体制中相位差信息的提取因受到噪声的影响,降低了其鉴相精度.根据高斯噪声双谱为0的特点,提出了一种基于双谱鉴相的数字干涉仪测向算法,对单频信号进行测向.分别从不加噪声的理想情况和存在高斯噪声的情况进行理论推导,论证了两者的一致性,并给出了信号频率和相位差信息的提取方法.与传统的频域鉴相算法相比较,仿真结果表明该算法可以有效地抑制高斯噪声,提高鉴相精度,验证了该算法的有效性.     

基于矢量最优估计的稳健测向方法

为了弥补阵列天线导向矢量失配和相位测量噪声对测向性能的影响,提出基于矢量最优估计的稳健测向方法。区别于传统相关干涉仪测向方法,该方法基于阵列系统的二阶统计特性和锁相环原理对来波信号导向矢量进行最优估计,然后借鉴相关干涉仪原理确定来波信号方向。仿真分析表明,该方法弥补了阵列天线系统误差和测量相位随机噪声的影响,可以实现来波信号方向的准确测量。     

使用对称配对天线阵的测向系统

本文介绍了使用对称配对天线阵的新型测向系统与普通测向系统相比,该系统不需要精度的相位或幅度的测量,因为对称配对ＤＦ系统仅测量极性,并从该极性图确定所接收信号的方位角和仰角。     

简化的基于时延线性拟合的宽带测向算法

干涉仪体制下,利用拟合时延的方法估计宽带信号的波达角,需要对模糊的互谱相位进行拼接,处理过程复杂。为此,提出了一种测向算法,在给定接收机带宽下,只要基线长度小于一定数值,就可以无需相位拼接和解模糊处理直接拟合时延。从理论上分析了算法的测角性能,并给出影响测角精度的因素。仿真实验验证了理论的正确性和算法的有效性。     

平行、非平行假设条件下目标测向方法研究

为了研究干涉仪测向系统平行假设、非平行假设务件下目标测向方法,比较分析了2种条件下测向方法的系统误差和起伏误差.分析表明,平行假设中基线长度误差、相位差测量误差造成的测向误差与非平行假设的严格解基本相同,但方法误差较大,即使采用β角代替α角,误差可降低,但多数情况下,方法误差仍然无法容忍.因此,工程上建议采用非平行法的严格解.     

一种贝叶斯聚焦宽带多波束超分辨测向算法

当同时到达多个信号时,宽带多波束系统无法正确测向,为了解决此问题,针对宽带光控阵列多波束系统,通过构造稳健的贝叶斯聚焦矩阵,提出了一种宽带多波束相干超分辨测向方法。首先将多波束输出变换到频域,然后利用贝叶斯聚焦矩阵将数据变换到聚焦频率上,最后利用窄带的超分辨算法进行估计。贝叶斯聚焦矩阵对方向预估计误差不敏感,聚焦误差小,具有较强的稳健性。算法能有效分辨同时到达多波束系统的多个相干信号,仿真实验验证了此算法的有效性和正确性。     

低复杂度的宽带阵列测向算法

宽带信号测向算法是传感器阵列定位技术中的难点问题.提出了一种波束域的宽带测向定位算法,利用波束空间变换实现信号的聚焦、降维,利用子空间正交投影抑制干扰.无需方位预估计,信号处理在低维空间进行,有较低的计算复杂度.仿真实验表明,算法以较低的计算量实现了与阵元空间算法相近的性能,并且表现出良好的抗干扰能力.     

相位差变化率的快速高精度测量及精度分析

由于阵元间相位差变化率这一观测量与通道不一致性关系不大,信号到达两阵元间的相位差变化率常用于无源定位测量中。提出了一种新的快速高精度的相位差变化率测量方法,利用分时间片思想,首先通过对无模糊相位差进行一次相位平移,得到各个时间片含模糊的相位差值;然后对得到的各个时间片的含模糊相位差进行一次相位平移,得到各时间片间相对无模糊的相位差;最后对相对无模糊相位差采用最小二乘算法求得相位差变化率。理论分析和仿真实验表明,本算法可以很好地解决测量中由于相位模糊造成的相位差抖动问题,能够在短时间内得到高精度相位差变化率信息,可以满足定位要求。     

基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法

多通道阵列测向系统存在硬件量大、造价高及多通道间不一致时性能恶化等诸多不足,因而提出一种基于相位补偿的单通道接收阵列测向方法.所有阵元共用一个接收通道,通过切换开关分时选通各阵元,各阵元的感应信号在时域上是错开的,无法进行超角分辨测向.在频域上补偿各切换时延引入的附加相位后,使得各路信号在时域对齐,此时可进行超角分辨测向.计算机仿真实验说明了此系统模型和信号处理方法的正确性.     

4元C波段宽频带圆极化微带天线阵的设计

文章采用连续旋转馈电技术,以双馈方形贴片圆极化微带天线作为单元设计了C波段4元宽频带圆极化微带天线阵。在馈电网络设计时采用威尔金森功分移相器,可以改善天线阵的阻抗带宽。连续旋转馈电技术和威尔金森功分器的引入展宽了天线阵的轴比带宽,背馈的馈电形式消除了馈电网络辐射对天线的圆极化辐射特性的影响,使天线阵的圆极化带宽进一步得到拓展。实测结果表明:在回波损耗小于-10dB条件下,该天线阵的阻抗带宽达到75.0%,轴比小于2dB的带宽达到45.6%。     

基于相位差-频率拟合的宽带信号数字测向方法

提出了一种基于双阵元的宽带信号测向方法,该方法根据两阵元接收信号互谱的相频特性,采用直线拟合的方法可精确获得信号到达两阵元的时延参数,进而估计出信号的到达角.该方法所需阵元数少,不存在测向模湖,运算量小,易于工程实现.仿真实验表明,应用此方法可对宽带信号实时测向且有较高的估计精度.     

基于相位差变化率的无源定位及误差分析

在分析基于相位差变化率二维无源定位原理和方法的基础上,建立了测向误差和测距误差模型。通过分析误差模型发现,相位差变化率误差是影响定位误差的主要因素。采用数字仿真的方式,分析了目标与观测站相对位置、相位差误差对测向误差的影响,以及测向误差、相位差变化率误差对相对测距误差的影响。最后采用扩展卡尔曼滤波的方法对测距数据进行处理,实现了相对测距误差的快速收敛,进而有效提高了运动观测站对固定目标的无源定位精度。     

一种LPI雷达宽带信号DOA估计算法

宽带低辐射信号的设计是低截获概率(LPI,Low Probability of Intercept)雷达的关键技术之一。但传统的波达方向(DOA,Direction of Arrival)估计算法主要是针对窄带信号设计的,应用在LPI雷达中会制约雷达的测向性能。重点研究一种宽带信号DOA估计的方法。该方法的关键在于通过直接分解数据协方差矩阵,来构造聚焦矩阵。此外,还从LPI雷达工程应用的角度分析了该方法的性能指标,并用MATLAB进行了仿真,仿真结果表明该方法具有较高的分辨力和较低的算法复杂度,同时也验证了该算法在LPI雷达上的实用性。