大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

利用遗传算法(genetic algorithm,GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。

一种改进粒子群算法的立体阵列优化方法

利用传统粒子群算法对立体阵列所有臂的阵元分布形式同时进行优化时,不仅耗时,而且易于收敛到局部解。为了解决这个问题,提出了一种改进粒子群算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)。改进算法采用并行计算思想,同时初始化多个粒子群,每个粒子通过优化一个臂(优化臂)的阵元参数达到"降维"的目的,使用线性递减惯性权重,对多个粒子群同时进行预优化,获得中间解。利用中间解构建一个"升维"的新粒子,使用最小惯性权重对新粒子继续优化,满足停止条件后输出。通过对5臂星形立体阵列进行优化设计,发现改进算法不仅耗时短,而且能够得到更优的结果,最后通过6个仿真实验讨论了所设计的阵列的指向特性。

高保真条件下同时提高信噪比和分辨率的研究──无噪条件下子波的带宽,高低频成分对分辨率的影响

高分辨率地震勘探是岩性地震勘探、油藏描述的基础，是近年来的研究热点。本文根据信号分析理论，证明了子波分辨率与子波频率成分之间的关系。

遗传算法在二相码优化搜索中的应用

旁瓣抑制一直是雷达信号处理中的关键过程,本文提出了一种利用遗传算法优化搜索二相码M序列的方法。以遗传算法搜索出的序列组作为M序列产生器的初始序列,可以得到非周期自相关特性较好的伪随机序列。利用此方法产生的M序列作为调制信号得到的二相编码信号不需要加权就可获得较高的主副比,从而避免了加权引起的失配损失。

基于天线波束偏转的高轨卫星对雷达主瓣侦收方法

为了提高高轨电子侦察卫星对雷达信号的侦收灵敏度,增大截获概率,提出了一种基于天线波束偏转的雷达主瓣侦收方法。根据雷达辐射源最大仰角,高轨卫星可以获得雷达信号的主副瓣侦收区域。通过天线波束在短时间内进行特定方向和一定角度的偏转,使指向雷达副瓣的天线波束实时对准雷达主瓣侦收区域,实现雷达主瓣侦收。仿真实验结果表明:取雷达主瓣最大仰角为40°、天线波束宽度为2°,通过天线波束偏转7.6°,可完成雷达辐射源主瓣侦收;与副瓣侦收相比,主瓣侦收信号信噪比至少可提高12.24 d B。

圆形相控阵波束形成及干扰抑制

信号检测的过程中,由于干扰的存在,往往无法实现目标信号有效信息的准确检测。针对不同的相控阵列,需要选择不同的波束形成以及干扰抑制策略。当干扰存在于波束主瓣时,其需要更强的干扰抑制方式。构建了均匀圆阵的数学模型,针对均匀圆阵的旁瓣干扰抑制问题,设计了一种最优化主瓣多约束旁瓣的方法,结果表明该方法在主瓣方向能够保持较好的形状;针对圆阵的主瓣干扰抑制问题,利用了高阶阻塞矩阵预处理的方法,该方法可以有效地降低整体的旁瓣电平。

噪声调频连续波的统计主旁瓣比

噪声调频连续波(NFMCW)信号的脉压输出具有表现为均匀噪声基底的随机旁瓣,通过对其统计规律的研究,推导了具有高斯型功率谱的NFMCW峰值旁瓣比(PSLR)及积分旁瓣比(ISLR)的数学表达式。研究结果表明:NFMCW的PSLR与相关时长、信号有效调制带宽及目标多普勒频率均有关;ISLR仅与相关时长以及目标多普勒频率有关,与信号有效调制带宽无关。MonteCarlo实验结果与推导结果一致。

基于神经网络的主瓣干扰抑制技术

本文讨论了基于数字波束形成的主瓣干扰的抑制问题。在已知主瓣干扰位置时,传统方法在干扰处形成零陷的同时,不能较好的实现主瓣位置的保形。本文采用神经网络算法,基于均匀线阵,通过对样本进行训练并进行处理,能够对接收信号在主瓣干扰位置形成较深的零陷,并使得零陷对主瓣的影响尽可能小,同时形成较低的旁瓣。通过仿真,当干噪比(INR)在20~30 d B时,该方法能够有效对主瓣干扰进行抑制。本文进而利用形成和差波束并进行比幅测角的方法,分析了本文所用方法对主瓣内测角S型曲线的影响,保证了对干扰进行抑制的同时,实现对目标较小误差的测角。

一种改进窗函数非线性组合法的旁瓣抑制性能研究

为解决在雷达脉冲压缩过程中通过海明窗、汉宁窗等加权方式降低旁瓣而引起主瓣展宽、分辨率下降的问题,提出了一种以常用窗函数为基窗函数的改进窗函数非线性组合法。首先,相较于基窗函数,基于窗函数加权脉冲压缩的原理,证明窗函数线性组合法在主瓣展宽不变时可获得更好的旁瓣抑制能力;并在此基础上进一步证明改进的窗函数非线性组合法具有更优的旁瓣抑制能力。然后,通过对改进的窗函数非线性组合法在三角窗、汉宁窗、海明窗、布莱克曼窗等作为基窗函数时的脉冲压缩性能仿真与分析,验证了该方法使用不同基窗函数均可在主瓣展宽不变、信噪比损失增加低于0.5 dB的前提下,将峰值旁瓣相比凯塞窗降低4 dB以上、相比几种常用窗函数降低7 dB以上。最后,通过多目标的仿真实验验证,相比于不同的基窗函数,改进窗函数非线性组合法具有更优的弱小目标检测能力。

基于HIS的低剖面宽角扫描相控阵天线设计

本文设计了工作于1.9~3.2 GHz的宽波束宽带蝶形偶极子,增加四分之一波长短路柱,改善匹配拓展阻抗带宽,将蝶形偶极子组成一维八元线阵,研究波束扫描角度和阻抗带宽。此外,设计了一种矩形HIS(High Impedance Surface)单元并研究其带隙与同相反射特性。将HIS加载到阵列上,利用HIS的同相反射特性降低其剖面高度。同时,由于HIS对表面波的影响,将相控阵的扫描角度进一步拓展。结果表明,加载HIS比未加载HIS相控阵扫描至±60°时的主瓣增益和副瓣电平分别提高了3 dB和12 dB,并且交叉极化鉴别率XPD(Cross Polarization Discrimination)可以提高13 dB,加载HIS的相控阵在主瓣增益下降3 dB以内可以达到±65°的扫描角度。

线性调频信号的一种新的频域脉压处理方法

线性调频波形由于多普勒性能突出,一直是一种在雷达中具有广泛应用的脉冲压缩波形,但是线性调频的距离旁瓣不够理想,强目标的旁瓣过高就有可能淹没弱目标的主瓣。该文根据线性调频信号的频谱结构,采用频域数字处理技术,提出了一种新的基于理想压缩脉冲的频域滤波器(SSF)设计方法,导出了可实现低的压缩脉冲距离旁瓣的条件。与其它方法相比,线性调频信号由该文方法压缩后主副瓣比得到很大的提高,并且主瓣不会展宽,因此不影响距离分辨力。通过数学公式推导和计算机仿真表明,所提出的方法是正确的和可行的,而且步骤简单,运算量小,易于实现。

MIMO-SAR图像的成像机理及其在变迹滤波方法下的旁瓣抑制策略

针对处理现有雷达系统在旁瓣抑制过程中易影响到主瓣展宽的不足,分析了MIMO-SAR成像机理,并解析了SAR图像旁瓣原理.给出变迹滤波模式下的两种旁瓣抑制策略:一种为间距从SVA和方位向三变迹滤波操作;另一种为二维分离模式的SVA处理方法.实验结果表明,本文方法的加权参量随主副瓣部分的改变而改变,因而能够保留主瓣的宽度,并且起到抑制旁瓣作用.

基于多波长激光器的带通微波光子滤波器设计

提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐的带通微波光子滤波器。它以可调谐多波长光纤激光器作为光源,将相位调制器和色散器件相结合,通过在普通单模光纤中相位调制到强度调制的转换效应消除了低频谐振峰实现了带通微波光子滤波器。利用双折射光纤环镜输出谱中的一个窗口对多波长激光信号频谱进行加窗处理,使微波光子滤波器的边瓣抑制比提高了约11dB。通过调节多波长光纤激光器中的偏振控制器可以使输出多波长激光信号的相邻波长间隔得到调节,从而结合普通单模光纤的色散延时作用可以使微波光子滤波器的通带中心频率在7.66GHz范围内调谐。