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。     

一种强干扰下均匀圆阵弱信号测向新方法

为了解决强干扰背景下常规空间谱估计算法对弱信号不能正确测向的问题,基于均匀圆形阵列(UCA),提出了一种扩展噪声子空间弱信号波达方向(DOA)估计算法。首先将强干扰方向向量并入噪声子空间形成扩展噪声子空间,然后构造波束函数和新的方向向量进行谱峰搜索。本算法能有效抑制强干扰的影响,对弱信号方向进行正确估计。最后计算机仿真实验验证了本算法的有效性和正确性。     

稀布阵下宽带多波束组合印证测向算法

在稀布阵下,对信号强度不同的多个信号进行多波束测向时,由于波束主瓣较宽,副瓣较高,因而无法分辨信号到达方向。针对此问题,提出了一种新的多波束测向算法,即多波束组合印证测向算法。该方法充分利用高副瓣的特点,建立多波束学习训练匹配表,通过查表综合判定信号到达方向。仿真实验结果表明:该算法很好地解决了稀布阵下对同时到达阵元的多个信号测向问题,且算法简单,运算量小,测向精度较好,具有很好的工程应用价值。     

基于波束域MUSIC方法的高分辨方位估计

现代声纳系统普遍采用水听器基阵和一定的信号处理来提高对目标的检测和定位能力,而基阵的波束形成则在其中起着核心作用。文中研究了窄带波束域高分辨方位估计技术,分析了波束域MUSIC方位估计的构造过程和具体实现方法。仿真计算表明,基于波束域MUSIC的方位估计算法是一种分辨空间小角域内多个目标的有效方法。     

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.     

冲击噪声环境中波束域DOA估计方法研究

研究了冲击噪声环境中波束域波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题。在冲击噪声环境下,基于共变和分数低阶矩的ROC-MUSIC和FLOM-MUSIC方法稳健性较差。为了改进空间谱估计性能,首次将波束空间处理应用于共变系数矩阵和分数低阶矩矩阵中,定义了新的波束域共变系数矩阵和波束域分数低阶矩矩阵,提出了新的波束域ROC-MUSIC(BROC-MUSIC)算法和波束域FLOM-MUSIC(BFLOM-MUSIC)算法。理论分析表明,可以通过波束域共变系数矩阵和波束域分数低阶矩矩阵的特征分解来估计噪声子空间,从而实现对信源的DOA估计。计算机仿真结果证明了算法的有效性和正确性。     

基于雷达波束篱笆的空间碎片数量的置信区间估计

针对雷达波束篱笆空间碎片探测模式,提出了一种估计碎片数量置信区间的方法.对于给定的轨道高度范围,将轨道倾角和雷达散射截面足够大的碎片是否真正穿越波束篱笆这一事件用(0-1)分布来建模,根据所获取的轨道高度数据,得到该轨道高度范围内碎片穿越波束篱笆的平均概率,进而采用中心极限定理估计出该范围内碎片总数量的置信区间.仿真实验验证了方法的有效性.     

基于粒子滤波的雷达波束方位指向估计*

雷达波束方位指向估计是雷达侦察及精确干扰等雷达手段的基础和关键技术。传统估计方法难以适应天线扫描速度变化的情形,为此该文建立了波束方位指向估计的状态空间模型,并引入粒子滤波技术对状态变量进行估计。粒子滤波是非线性和非高斯情形下进行状态估计的强有力算法,基于粒子滤波的雷达波束方位指向估计算法具有良好的性能,能够适应天线扫描速度变化的情形。仿真实验验证了所提算法的适用性和有效性。     

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。     

半仿真方位高分辨后置处理方法

MVDR自适应波束形成可获得良好的目标方位估计性能,但其方位分辨力仍受限于阵列孔径.为进一步提高目标方位分辨性能,在MVDR自适应波束输出的基础上,提出了一种高分辨后置处理方法.在两目标方位不可分时,仿真构造两个目标的阵列输出空间方位谱,通过搜索两目标的方位和幅值,与真实数据的空间方位谱输出作匹配处理,从而获得目标的方位估计.实验室仿真及海试数据处理验证了该方法的有效性.     

基于非均匀线阵和修正MUSIC算法的DOA估计

研究了基于非均匀线阵的DOA估计问题。提出了利用修正MUSIC算法进行DOA估计,并设计了对称布阵方式。仿真结果表明在对称布阵非均匀线阵中使用修正MUSIC算法,空间谱分辨率高、栅瓣小,且分辨率要高于均匀线阵。本算法获得了较高的空间谱分辨率,提高了DOA估计性能。     

均匀圆阵主特征矢量分析解相干算法

为解决均匀圆阵的相干信源波达方向估计问题,提出一种适用于均匀圆阵的虚拟均匀线阵主特征矢量分析算法。采用模式空间变换将均匀圆阵转换为虚拟均匀线阵,对其数据协方差矩阵进行处理以构造主特征矢量矩阵;引入加权最小二乘法,通过重复迭代得到子空间各元素之间的线性预测系数,从而求得相干信源的波达方向估计值。理论分析和仿真结果表明,该算法对相干信源具有较好的估计精度,且具备高分辨率和低复杂度的优点。     

基于时延的宽带LFM信号DOA估计算法

针对常用宽带LFM信号DOA估计算法采样数据量大、运算量大的特点,提出了一种基于时延的宽带LFM信号DOA估计算法。先把阵元接收到的信号变换到频域,而后用极值频率点进行时延估计,并对各极值频率点的时延估计值进行加权平均,进而估计出宽带LFM信号的来波方位。仿真验证了该算法的合理性和有效性。     

矢量阵的快速宽带频域波束形成方法

矢量水听器能获取振速信息,因此由其所组成的阵列有着常规声压阵列所不能比拟的优势,但正因为有了振速各分量信息,基于矢量阵的信号处理面临计算量大为增加的高维协方差矩阵运算的难题,当阵元数较多时,难以实时实现。为此,基于FFT思想,提出了一种适用于矢量水听器阵列的快速宽带频域波束形成方法。该方法在频域实现,将宽带信号分解为多个窄带信号,采用快速傅立叶变换来实现各阵元数据的相移累加过程,处理速度得以大幅提高。研究表明:该方法完全满足实时处理的需求,其测向性能也能达到克拉美-罗下界,且矢量阵具有常规阵所不具有的左右舷分辨能力,对微弱目标的检测能力也较强。     

考虑相位噪声影响的单阵元被动合成阵列算法

考虑到现有单阵元被动合成阵列算法对阵元的运动模型假设过于理想且对相位噪声的适应能力不足,首先,提出一种适用于阵元任意机动方式的单阵元被动合成阵列通用算法,进而通过相位噪声模型分析,给出最大相参时间及有效合成阵元数的选取方法,重建了合成阵列的流形矢量,得到了与相位噪声模型相匹配的改进算法.然后,在相位噪声影响条件下,推导了单阵元被动合成阵列波达方向的理论估计方差下限.仿真分析表明,较未考虑相位噪声影响的算法,改进算法能够有效提高相位噪声影响下的单阵元被动合成阵列测向精度.     

利用阵列协方差矩阵稀疏性的到达角估计方法

为了解决传统基于阵列协方差矩阵稀疏性到达角估计方法计算复杂度高的问题,提出基于直接二维稀疏重构思想的高效到达角估计方法。该方法利用阵列输出数据的协方差矩阵构造二维稀疏表示模型,对协方差矩阵进行特征值分解以实现噪声功率估计,从而降低噪声对到达角估计的影响。在求解稀疏表示模型时,直接对该二维稀疏重构问题进行求解,避免了矩阵矢量化操作。仿真实验结果表明,该方法运行效率大大提高,并且在低快拍数、低信噪比和稀疏阵元等条件下估计性能优于传统方法。     

惯导辅助的三元天线阵欺骗干扰检测算法

对欺骗信号的到达角检测是目前最有效的欺骗检测方法之一,常用的到达角检测又分为载波相位单差和载波相位双差检测。载波相位单差检测技术不能应用于运动载体,载波相位双差技术对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号失效。针对该问题,提出一种惯导辅助的三元天线阵欺骗干扰检测技术,该算法主要应用于车辆运动载体,运动载体只需在某一时间段内运动一段距离即可利用该算法进行欺骗干扰检测。该算法对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号都同样有效。通过理论分析和仿真实验验证了所提方法的有效性,并得出天线阵基线长度越长,运动位移越大、欺骗源距离接收天线越近,信号入射方向与天线位移方向夹角越接近90°,该方法检测性能越优的结论。     

基于波达方向矩阵的矢量水听器方位频率联合估计

提出了一种新的基于单个矢量水听器的方位频率联合估计方法--波达方向矩阵法.利用矢量水听器的时延数据,构造了两个相同的子阵,通过对波达方向矩阵的特征分解,实现了对目标信号的波达方向估计,并同时得到了目标的频率特征.计算机仿真实验表明,该方法具有较好的估计精度.     

基于联合对角化的远场相干信号波达方向估计

提出一种基于联合对角化的远场相干信号波达方向估计算法.利用阵元接收数据构造高阶累积量矩阵,通过矩阵联合对角化得到阵列广义流形矩阵的估计.利用阵列流形矩阵的矩阵特性及最小多项式的性质,消除联合对角化带来的顺序不确定性,得到波达方向的估计.该方法无需进行角度搜索,且能处理不同相干群内部分波达方向相同的情形.计算机仿真实验验...     

多径条件下子阵级低角测高算法

针对多径条件下的测高问题,提出了一种子阵级处理新算法.采用均匀子阵划分形成三个子阵;在子阵级解析求出协方差矩阵的正交矢量,进而构造仰角谱,谱峰的位置即目标仰角;还可以估计出复反射系数.仿真分析给出了该方法的性能与SNR、目标仰角以及复反射系数的关系,某米波雷达实测数据检验了该方法的有效性,仰角测量误差达到阵列天线波束宽度的1/84.研究表明:该算法本身不依赖未知的复反射系数,并且信号处理维数低,运算量较低,可以应用在舰载雷达和米波三坐标雷达中.