基于子阵重叠结构的子阵划分技术研究

对大型阵列进行子阵划分能减少系统控制的路数,子阵级加入时延控制扩展了瞬时带宽。对子阵划分进行重叠排布,提供了窗函数的效果,有效抑制了由子阵划分所引起的过密栅瓣。子阵单元级和子阵级分别进行加权操作,提供了较低的副瓣。

基于子阵波束设计的空时二维杂波抑制方法

机载雷达接收端采用子阵处理时面临栅瓣杂波导致的复杂空时耦合分布,使主瓣波束方向存在多个由栅瓣杂波导致的检测性能凹口,目标检测性能恶化严重。针对此问题,该文首先分析了子阵处理中栅瓣杂波空时谱分布特性,并在此基础上提出了基于接收子阵波束设计的空时二维杂波抑制方法。该方法采用重叠子阵构型方案,通过子阵方向图设计形成在子阵间栅瓣区域处的宽凹口,实现对子阵间栅瓣区域杂波的预滤波。进一步构建子阵级空时处理器,由于栅瓣杂波已经在子阵内完成预滤波,避免了栅瓣杂波在空时二维平面上的耦合扩散,从而提高了杂波抑制和动目标检测性能。仿真结果表明,所提方法显著改善了栅瓣杂波区的输出信杂噪比损失性能。

利用重叠子阵交替发射提高机载双基正侧阵雷达杂波抑制性能的方法

距离非平稳杂波抑制是机载双基雷达空时自适应处理面临的重要困难之一。针对此问题,该文提出一种利用重叠子阵交替发射技术来抑制距离非平稳杂波的新方法。该方法通过交替发射使机载双基正侧阵雷达的杂波脊落在发射和接收空间频率以及多普勒频率构成的3维频率空间的一个平面上,并且目标不落在该平面。由于该杂波平面具有距离平稳性,这保证了空时自适应处理可以有效地抑制该杂波平面,进而能够有效抑制距离非平稳杂波。仿真结果验证了该方法的有效性。

波束形成网络中重叠子阵的设计

介绍了重叠子阵在波束形成网络中的作用和意义。对单元电路的幅相频率特性进行了理论分析。指出当单元电路的功分比相差悬殊时采用混合环定向耦合器更便于实现。首次提出了减小子阵网络相位色散的有效措施 。

基于重叠子阵的毫米波大规模MIMO混合预编码算法

基于全连接的毫米波大规模MIMO系统下行链路通信具有高的硬件成本及能量消耗,为解决此问题,同时为解决MIMO系统基站和移动端均混合设计且多流传输的优化问题,提出一种基于重叠子阵列架构(OSA)的混合预编码算法,利用通用子阵列架构在发射机处执行模拟预编码和数字预编码。模拟预编码算法采用改进的矩阵广义低秩近似来获取RF预编码矩阵/组合矩阵,以获取大规模MIMO系统所提供的高阵列增益。在得到模拟预编码矩阵后,进而得到系统的射频等效信道,然后采用块对角化(Block Diagonalization,BD)算法求取数字预编码矩阵。仿真结果表明,针对OSA设计提出的改进的矩阵广义低秩近似混合预编码算法,减少迭代计算次数,与现有的基于OAS架构的混合预编码算法相比,具有更高的频谱效率和较低的复杂度,更接近全数字预编码算法性能。

基于多约束凸优化的重叠子阵加权方法

为了克服阵列雷达重叠子阵在有限视场扫描时的高副瓣问题,需要对子阵进行加权以形成宽主瓣低副瓣的子阵因子方向图。针对此问题,文中对子阵阵因子的主瓣和副瓣区域进行了精细划分,并在主副瓣区域上对阵因子方向图进行约束;引入了零陷角度和深度的约束更好地限制了第一零点的位置与电平;结合凸优化求解方法实现了平顶子阵阵因子优化。仿真结果表明,所提方法能够在满足方向图扫描范围的前提下有效降低扫描时出现的高副瓣,与传统群体智能算法相比,该方法能保证整个扫描角度上电平的一致性。

混合MIMO相控阵雷达反向非均匀重叠子阵分割方法

针对混合MIMO相控阵雷达子阵分割中发射相干处理增益和波形分集增益不能兼顾的问题,提出了一种反向非均匀重叠子阵分割方法,该结构在非均匀重叠子阵分割的基础上,对其结构进行了反转。通过推导证明了反向非均匀重叠子阵分割方法在两种增益上的优越性。相较于传统的子阵分割方式,该方法既增强了发射相干处理增益,又保留了波形分集增益。仿真实验表明,所提出的方法具有更低的方向图旁瓣、更高的信干噪比以及更小的波达方向估计均方根误差。

重叠子阵固态相控阵天线性能分析

固态相控阵天线采用重叠子阵技术容易得到很低的副瓣，并可减少数字波束形成系统的通道数。这样，天线的性能就很优越。用多波束馈源并用空间馈电的固态相控阵天线的阵面上很容易形成重叠子阵。本文对这种天线的特点进行了介绍，并对它的辐射特性进行了详细的理论分析，推导出有用的设计公式。

MIMO雷达基于子阵的波束形成性能分析

MIMO雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,已成为雷达领域中的研究热点。结合机载MIMO雷达在采用子阵级阵列处理时遇到的栅瓣问题,本文介绍了规则子阵划分方法,将时分虚拟技术应用到MIMO雷达中,引出时分虚拟重叠发射子阵技术,分析了不同划分方法下的波束形成并给出仿真结果和分析结论,得到一些有用结果。对当前研究的机载MIMO雷达子阵划分及栅瓣抑制问题有一定意义。

基于相对拟牛顿法的自卫式欺骗干扰抑制算法

自卫式欺骗干扰与目标信号高度相似,且二者的到达角完全相同,传统的主瓣干扰抑制算法难以对其进行抑制。针对该问题,文中在极化单输入多输出(PSIMO)雷达系统下,提出一种基于相对拟牛顿法的盲源分离算法。该算法利用干扰和目标的极化特性差异,通过构建重叠子阵结构计算出联合自相关矩阵,并采用相对拟牛顿法估计出分离矩阵,从而将目标和干扰信号分离在不同的通道上,实现干扰抑制作用。仿真实验结果表明,该算法能够有效抑制自卫式欺骗干扰,且在低信噪比(SNR)和密集干扰场景下依然具有良好的干扰抑制性能,当输入SNR为-10 dB时,输出的目标检测概率仍可以达到51.6%,拥有较强的鲁棒性。

基于SD-LCMV算法的FDA平台外干扰抑制

针对频率分集阵列(FDA)接收机在抑制与目标位置接近的平台外干扰过程中,最小方差无失真响应(MVDR)波束形成器在阵元数较大、导向矢量失配情况下出现的主瓣畸变问题展开分析。在采用重叠正弦频率分集阵列接收结构代替一维均匀线性频率分集阵列(ULA-FDA)接收的基础上,通过可变加载约束的最速下降线性约束最小方差(SD-LCMV)准则求解导向矢量失配时的权矢量,实现对阵列方向图主瓣的有效纠偏和保形。仿真验证了采用正弦频控函数的重叠子阵FDA阵列具有最佳的主瓣宽度和低旁瓣特性。当存在2°的指向误差时,正弦频控函数的重叠子阵FDA阵列经导向矢量修正得到的阵列方向图在有效抑制干扰的同时能够实现主瓣的纠偏和保形。