应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法

针对水下目标的高分辨方位估计问题,提出一种应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法。通过估计声压通道和振速通道的噪声功率获得噪声归一化的水声矢量阵数据,利用加权子空间拟合和重加权L_(1)范数最小化技术,精确估计目标方位。该方法通过噪声功率加权和加权子空间稀疏恢复来提高方位分辨能力。仿真结果表明,该方法的分辨能力和估计精度优于多重信号分类方法、基于增广子空间的多重信号分类方法和基于奇异值分解的稀疏重构方法(L_(1)-SVD)。消声水池试验结果进一步验证,在一强一弱目标情况下,该方法的分辨能力优于另外3种方法。

VHF／UHF无线电测向设备主要技术指标和测试方法

ＶＨＦ／ＵＨＦ无线电测向设备主要技术指标和测试方法国家无线电监测中心周鸿顺无线电测向设备技术指标的测试是检验设备质量的依据，设备在安装使用前都应进行这项工作。测试包括单项测试和系统性能指标测试两部分。无线电测向系统可分为：天线分系统、测向输入设备、测...

一种基于干涉仪体制的机载测向技术研究

详细分析了机载测向系统特点以及干涉仪测向原理,讨论了适合机载环境的测向天线阵阵元个数、阵列孔径与无模糊测向以及测向精度的关系。针对机载测向天线易受金属机体二次反射影响和安装空间受限等特点,给出了一种适合机载安装条件的9阵元椭圆型测向天线阵的设计并进行了性能分析和仿真验证。仿真结果表明,选用该测向天线阵,系统具有较强的抑制相位畸变能力和较好的测向精度。

相位转幅度响应型测向技术与应用浅析

无线电测向在无线电管理工作中发挥着十分重要的作用。本文对相位响应型测向法、幅度响应型测向法和瓦特斯-瓦特测向法进行了介绍,对测向的原理和误差产生的原因进行了分析,并总结了相关理论知识在日常无线电管理工作中的应用技巧。

星载测向系统的测向误差及其定位误差计算方法

针对星载测向系统可通过单次测向实现对地面/海面辐射源瞬时定位的特点,基于星载测向系统的定位模型,推导任意二维阵型的相位干涉仪测向误差表达式。分别从方位角与俯仰角以及空间夹角详细推导了单星测向定位误差公式,并结合球面约束推导单星直接定位的误差表达式。数值仿真表明,基于测向角度的定位误差计算方法结果逼近理论误差值,从而可基于任意二维测向阵型,快速评估卫星观测区域内的测向误差及其定位误差,而单星直接定位相较于测向定位,定位误差显著降低。

频控阵雷达对雷达侦察测向的欺骗机理研究

对地攻击任务中需要根据事先获得的威胁源情报数据借助战术任务规划系统制定打击计划并下发给攻击机。无源雷达侦察测向系统通过对接收信号进行处理,可以解算出威胁源位置信息并提供给任务规划系统。当敌方雷达为频控阵体制而非相控阵体制时,由于频控阵雷达波束的弯曲特性,会对无源测向系统产生欺骗。本文在分析频控阵雷达基本结构的基础上,对比相控阵与频控阵等相位面特性,以干涉仪测向系统为例研究频控阵雷达对比相法测向的欺骗效果。几种非线性FDA阵列的欺骗仿真结果表明,log-FDA的虚拟发射机交点坐标偏离量大于sin-FDA。当干涉仪x轴坐标x_(G)=300 km时,虚拟发射机交点坐标随着干涉仪y轴坐标y_(G)的增加而逐渐逼近FDA阵列实际位置,交点偏移量log-FDA>sin-FDA>reciprocal-FDA。

基于天线方向性参数辨识的航空器测向研究

雷达测向是航空器必不可少的合作型监视手段,其中测向天线的方向性参数决定了测向的精度。基于传统相邻比幅测向原理及比幅测向误差,提出修正比幅测向模型。基于修正比幅测向模型,确定需要辨识的天线方向性参数,提出一种误差修正遗传模拟退火(error correction genetic simulated annealing,COR-GSA)算法对未知定向天线方向性参数进行辨识。利用自主设计的测向双通路接收机开展辨识实验,并用1000组航空器真实方位数据进行验证,结果表明采用COR-GSA算法辨识天线方向性参数的测向精度最高。最后,利用辨识后的天线方向性参数对航空器进行方位跟踪,跟踪误差较未进行方位修正的跟踪误差降低了18.3%。

改进的八波束比幅测向系统校正方法及FPGA实现

针对传统八波束比幅测向系统校正工作量巨大以及系统实时性要求高的问题,提出每个角度区间仅利用5个角度点来实现对系统进行校正的方法,并根据测向系统的实时性要求使用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)器件去完成。对测向链路进行分解,将整个测向系统分成内部和外部,并在内部通道引入系统校正源,实现了对测向通道的动态校正,减少了系统误差且提高了系统的可维护性。外场测试表明,采取上述校正方法可以减少测试工作量且最终的系统测向精度达到工程应用的要求,全频段测向均方根误差为2.01°,使用FPGA器件可以达到实时性的要求。

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80 MHz,跳速高达1200跳/s。

基于多核DSP的干涉仪脉冲测向分选设计

干涉仪测向分选一般是在DSP中完成,本文介绍了基于DSP的三种不同处理机制。基于多核的分发机制和并发机制都可提高处理的并行性,但并发机制存在多核同步,任务分配等问题,处理效率没有分发机制更高效。分发机制有效利用了干涉仪的本振频点遍历处理特点,流水并行提高了整体处理速度。

微波光子联合时差/相差的高精确度测向技术

针对短基线时差测向精确度低、长基线相差测向存在模糊和传统的微波技术难以满足电子战设备分布式部署的长距离传输需求的问题,结合微波光子学,提出一种基于微波光子联合时差相差的分布式长距离单基线高精确度测向技术。该技术使用直调模式微波光子传输设备,克服了微波信号经过长距离传输后引起的时差和相差变化影响,满足长距离微波光子的稳定传输;并在此基础上采用改进的时差曲面拟合插值方法解决相差模糊问题。仿真和实验测试验证了该技术实现分布式长距离单基线高精确度测向的可行性。

基于逐基线收敛的任意平面阵干涉仪测向方法

为满足任意平面阵的快速二维测向需求,提出了一种逐基线收敛的干涉仪测向方法。建立了任意平面阵的几何模型与信号模型,在无相位模糊条件下推导出了二维来波方向解算公式。基于真实角度下基线模板相位差与测得相位差的相关性,提出了一种逐基线收敛的解模糊方法。通过一组八元任意平面阵干涉仪实例验证了该算法的有效性。实验结果表明,依据各基线模板相位差与测得相位差的相关性逐次对潜在二维来波方向组合进行收敛,能够有效地提升干涉仪二维测向效率。

一种优化的基于FPGA测向校正流程方法

测向系统在工程实现过程中,因不同通道间存在相位差导致干涉仪校正失败、测向精度变差的问题。本文基于XQ7VX690T的工程应用,结合校正信号幅度信息优化了一种校正流程方法,可以准确判别校正的正确性,明显提高测向精度,方法具有通用性强、计算复杂度低等特点,具有较高的工程应用价值。

基于空间频率估计的稀疏阵列测向

针对有互质型和嵌套型特征的稀疏阵列提出一种基于空间频率估计的测向方法,利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)就可以快速对同时同频多角度入射信号进行测向分辨。介绍了该方法的测向原理和处理步骤,给出了仿真结果。针对非均匀稀疏阵列,提出一种基于虚拟扩展和空间频率估计的测向方法,对该方法进行了理论分析和仿真验证。这两种方法运算量小,简单易用,工程实现非常方便。

电磁点源辐射线法用于复杂二维干涉仪测向研究

战斗机综合电子战系统采用二维干涉仪实现方位和俯仰同时测向,用于实现高精度无源定位或引导火控雷达等快速截获目标等。方位干涉仪天线通常安装在机翼前缘等位置,由于受重力或在飞行中颤动等影响,天线出现下倾而不在飞机机体水平面内,现有基于电磁辐射源远场近似平行投射原理进行测向建模过程方法非常复杂且困难。针对非正交二维干涉仪测向难题,提出了一种简洁高效的测向模型,将投射电磁波假设为空间中的辐射点源,由辐射点源到二维干涉仪天线距离差与相位差的关系,再利用辐射点源对应的空间方向线上超过一定距离时的任意点到干涉仪天线相位差近似相等的前提,得到辐射点源空间三维位置的三个方程,求解得到空间三维位置进一步得到电磁波方位俯仰的二维测向公式。对算法模型及其误差进行理论、仿真分析和实际工程验证,结果证明了该方法的有效性。

基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法

基于多波束阵列的测向方法具有测向精度高的优势,但各波束都需要独立的射频通道,导致其测向系统复杂且成本高,通道之间的幅相不一致也会增大测向误差。本文提出了一种基于时间调制多波束阵列的单通道全向测向方法,通过时间调制技术将多波束阵列测向系统简化为单通道系统,利用接收信号的谐波特征获得不同波束的接收信号强度实现高精度测向,同时降低了系统的复杂度及成本。仿真结果表明在相同条件下,本文提出的方法比基于多波束阵列的多通道测向方法具有更小的测向误差。经实测验证,本文的方法在4~5 GHz频带内的测向误差小于1.3°,低于现有的多波束阵列测向误差。

基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法

[目的]为了解决传统时间调制测向中由载波频率变化引入的相位模糊而限制测向工作带宽的问题,提出一种基于非均匀时间调制的单通道比幅测向方法。[方法]通过对不同天线单元的接收信号进行非均匀周期调制,各天线接收信号的幅度信息无混叠地映射到对应调制频率的谐波中,进而提取出谐波幅度比,并结合查表法以实现单通道测向。基于数值仿真,验证所提方法的可行性,同时搭建一套宽带非均匀时间调制系统。[结果]实验结果显示,其测向绝对误差均值仅为0.21°(2.4 GHz)和0.18°(5.8 GHz)。[结论]所提方法可有效提高测向系统的工作带宽,具备结构简单、成本低、信号处理复杂度低以及宽带测向等优点。

局部放电定向超声阵列Dir-MUSIC测向算法仿真

超声波检测方法在电力设备绝缘状态检测定位中应用广泛。针对局部放电超声测向MUSIC算法存在的采样率要求高、计算复杂度大等不足,提出基于定向超声阵列信号强度信息的定向多重信号分类(directional multiple signal classification,Dir-MUSIC)算法。在阐述该算法理论模型和应用条件基础上,针对均匀圆盘超声阵列,仿真研究了不同增益方向图主瓣宽度、不同信噪比条件下Dir-MUSIC算法的测向精度。仿真结果表明8阵元阵列在-5 dB信噪比、方向图主瓣宽度为90°~120°时测向精度最高,均方根误差小于2°。最后基于研制的微型机电系统麦克风(microelectro-mechanical system,MEMS)定向超声阵列进行了测向试验,结果表明8阵元圆盘超声阵列测向均方根误差最小为2.76°,测向标准差最小为2.72°,验证了Dir-MUSIC算法的有效性与准确性。

基于解卷积的高精度水下声信标测向方法

针对水下声信标搜寻定位声呐对搜寻定位效率的需求,文章引入一种基于空域解卷积的高精度水下声信标测向方法,对常规波束形成结果进行解卷积处理,提高了声信标搜寻定位声呐的处理增益和测向精度,提高了搜寻定位效率,并且使得为搜索发射频率为37.5 kHz的声信标设计的声呐,同时也具备了对发射频率为8.8 kHz的声信标的搜寻定位功能。通过仿真和实测数据验证了文中方法的有效性。