一种幅相联合调制雷达波形设计与处理方法

随着脉内特征识别、信号分选等电子侦察技术的发展,雷达波形设计正面临严峻的挑战。幅度调制作为一种新型脉冲调制方式,能够增加信号时域的复杂性,提升波形的反识别能力。本文提出一种幅相联合编码雷达波形,通过幅度相位联合调制提升雷达波形的复杂度,具有良好的反侦察潜力;利用幅度上的稀疏采样特点,提出匹配滤波与压缩感知相结合的回波信号处理方法处理此信号,有效提升低信噪比条件下的检测概率。最后通过仿真实验证明了所提幅相联合调制雷达波形设计与处理方法的有效性。

幅相误差对体积阵MVDR波束形成的影响

体积阵是一种由多个水听器组成的立体阵列,能够增大潜标接收基阵的孔径,获得较大的空间增益,工程中多将其制作成具有收合、展开功能的阵列应用于低频吊放声呐。由于各水听器通道内器件参数和幅度增益不一致,体积阵的每个阵元接收到的信号之间存在幅相误差。文中通过建立存在幅相误差时的双圆环体积阵模型,从统计学角度分析了幅相误差对其协方差矩阵、最小方差无畸变(MVDR)波束形成器的输出信噪比(SNR)、阵增益以及方位估计精度的影响。计算机仿真结果表明,阵列幅相误差的存在会导致MVDR波束形成器的输出SNR和阵增益降低;对于相位误差而言,当输入SNR在-5 dB以上时,这种影响随输入SNR的增大越来越明显;对于幅度误差而言,当输入SNR在-10 dB以上时,幅度误差对MVDR波束形成器的输出SNR和阵增益的影响会更显著;并且,相比于幅度误差,MVDR波束形成的方位估计精度对相位误差更加敏感。

基于故障序电流幅相特性的含分布式电源配电网纵联保护方案

【目的】随着分布式电源(distributed generator,DG)在传统配电网的不断接入,给配电网保护配置带来了严峻的挑战。为应对这一问题,对配电网线路故障时,不同类型DG的故障电流幅相特性进行了分析,在此基础上提出了一种基于故障序电流幅相特性的配电网纵联保护方案。【方法】该方案利用线路两端的各序故障电流幅值和相位差特征,分别构造保护动作量及制动量。通过合理设置保护参数来应对不同类型DG接入下,新型配电网继电保护选择性、灵敏性所面临的问题。【结果】通过RTDS搭建仿真算例进行了方案验证,结果表明,该方案整定简单,无需在运行阶段对保护阈值实时调整,对设备算力要求较低的同时具有良好的动作性能。

基于核函数拟合的雷达信号接收机多通道幅相校准算法与系统设计

雷达接收机的多个接收通道间的幅度和相位必须保持一致,工作温度对各通道接收信号的幅度和相位会产生影响,从而引入误差。论文针对通用雷达信号接收机提出了一种不同温度条件下的多通道幅相校准的工程实现方法,通过数字基带产生校准信号并计算多通道的幅相差,基于核函数拟合方法根据不同工作温度下的误差样本对幅相差值进行估计和校正,最终设计并实现了相应的多通道雷达信号接收机原型,通过仿真和测试结果验证了论文提出的多通道幅相校准方法的正确性和有效性。

基于辅助阵元的幅相误差和DOA同时估计算法

针对阵元幅相误差使波达方向(direction of arrival,DOA)估计精度下降的问题,提出了一种阵元幅相误差和DOA同时估计算法。该算法通过在阵列一侧设置少量已校正阵元,改变了误差矩阵的结构,并根据改变后的矩阵特征构造了变换矩阵,通过构造的变换矩阵和子空间算法,实现了对阵元幅相误差和DOA的同时估计。此外,该算法能够解决信源功率存在较大差异时误差估计不准的问题,实现了高精度的误差和角度的同时估计。计算机仿真结果证明了所提算法的正确性和有效性。

基于天线幅相误差校正的干扰感知测试方法

随着对抗技术发展,导航设备在复杂电磁环境下的抗干扰性能决定着其效能发挥,特别是多波束技术应用于导航终端抗干扰后,针对干扰特性的识别成为终端研制单位密切关注的问题,干扰来向及干扰强度的精准判断有助于抗干扰算法性能的更大发挥。针对目前主流导航设备抗干扰阵列天线,对天线幅相误差对二维MUSIC算法的影响分析与校正进行研究;基于目前抗干扰导航终端的七阵元天线,开展仿真分析及穹顶式满天星暗室测试,详细描述测试环境、测试场景及测试方法。通过仿真分析及暗室测试,经过天线幅相误差校正后,在三干扰和六干扰下,导航终端干扰感知性能优异,干扰测向精度±5°以内、干扰功率感知误差在5 dB以内,研究成果有助于导航抗干扰终端的研究。

基于AIS和Canopy+Kmeans算法的高频雷达阵列幅相校准

阵列通道幅相校准是高频地波雷达方位估计必不可少的环节。文中提出一种基于自动识别系统(AIS)和Canopy+Kmeans的聚类算法对阵列的幅相误差进行校准。AIS直接用于阵列幅相校准将会出现许多虚假和错误的校准值信息,因此还需要对AIS得到的校准值进行进一步筛选。该方法结合机器学习中的Canopy算法和Kmeans算法,利用AIS船只信号得到的幅度和相位校准值进行自动聚类,从而得到正确的幅度和相位校准值。校准之后的雷达数据用多重信号分类算法进行到达角(DOA)估计,DOA估计的准确度有了大幅的提高。

麦克风阵列幅相误差校准的最小二乘系统辨识研究

阵列幅相误差显著降低了麦克风阵列的声源定位算法性能,研究了一种麦克风阵列幅相误差有源宽带近场校准方法。该方法采用一个校准源,线性正弦扫频信号作为激励信号,它先对阵列接受到的信号进行幅值和相位补偿,以阵列中的一个阵元作为参考阵元,把参考阵元与待校准阵元当作单输入单输出线性系统,然后通过递推最小二乘(RLS)系统辨识算法获得用于通道校准的FIR滤波器。用三维声强探头阵列进行校准和声源定位实验,验证了所提出的校准方法实用有效。

射频前端多通道干扰抑制幅相加权环路

为抑制天线阵列接收到的强电磁干扰,提出了一种新颖的射频前端多通道幅相加权环形电路.该电路可以为天线阵列每个信号通道的响应构建一个空间传输零点,当零点角度对准干扰源方向时,强干扰即可被抑制.加权环路由与N元天线阵列连接的N个电路单元组成,每个电路单元内部包含一个正交耦合器和一个幅相加权网络.首先分析了电路单元的散射参数矩阵,并计算了在停止角处构建零点时幅相加权网络的幅相权值;然后,分析了阵元数目、耦合器的耦合度、阵元间距以及阵列形式对加权环路响应的影响,并由此总结了指导加权环路设计的一般方法;最后,作为原理验证示例,在工作频率1.3 GHz下用注入式测试方法对组装的四单元加权环路进行测试,实测结果与仿真结果比较吻合.在预设的停止角下,所有4个信道的响应都已形成了显著的传输零点,使环路可实现至少20 dB的干扰抑制.同时,信号通过角处小信号的插入损耗几乎为零,不会影响期望信号的正常接收.

线性摩擦焊机振动系统幅相控制策略研究

为保证线性摩擦焊接过程能量输入的稳定性,提高线性摩擦焊机振动系统幅值与相位的控制精度,建立了振动系统目标信号、输入信号与输出信号之间的关系,提出幅相控制策略,设计了幅相控制算法控制器,并采用Simulink建立了系统控制模型,通过模拟仿真,得到了不同焊接参数下的算法输入参数。通过典型参数下的焊接试验,验证了幅相控制的可行性。根据焊接过程参数分析了不同控制方法的控制效果,结果表明采用所设计的幅相控制策略,焊接过程中振动系统的振幅误差为1.2%,相位误差为0.16°。

一种基于相移补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片

提出了一种基于衰减器附加相位补偿技术的Ka波段四通道幅相控制芯片,采用有源矢量合成移相器和无源衰减器进行高精度幅相控制,每个通道由功率放大器、有源移相器、无源衰减器、功分器等单元构成。提出了一种新颖的基于可调谐补偿电容阵列的相移补偿技术,实现了较低的衰减附加相移。测试结果表明,通道增益大于24 dB,带内增益平坦度小于2 dB,输出1 dB压缩点大于10 dBm,发射效率大于12%@P_1dB,6位RMS移相精度小于2°,5位RMS衰减精度小于1 dB,衰减相位误差小于4°。

弹载雷达阵列幅相误差校正及目标超分辨技术

传统波束形成方法受瑞利限约束,不能有效分辨主瓣内的两个目标,在阵列存在幅相误差时,参数估计精度和分辨率都会下降。针对该问题,研究了利用强回波信号校正二维面阵幅相误差的方法,并给出了采用平滑多重信号分类(MUSIC)算法处理相干回波信号的阵列平滑方法。仿真实验证明了幅相误差估计算法的有效性,说明了幅相误差对目标分辨的影响较大,在校正后可以恢复目标角度超分辨性能。

基于滑窗的幅相重构抗主瓣干扰性能研究

主瓣干扰是雷达面临的主要干扰,基于滑窗的幅相重构主瓣干扰抑制方法通过幅度滑窗估值重构干扰信号,实现对干扰的对消。针对基于滑窗的幅相重构方法,仿真分析滑窗长度对干扰抑制性能的影响,并给出了窗长选择的推荐值。

P波段下基于多级盲数字接收机联合的幅相调制信号识别算法

在数字信号的长距离传送中,高阶PSK调制信号存在以牺牲功率利用率为代价提高信号传播质量的问题,P波段下多进制数字调制类型主要以多进制振幅相移键控(MAPSK)及多进制正交振幅调制(MQAM)为主,同时P波段还存在未知信号,如单音信号及语音信号需要进行区分。常见的调制类型识别算法常用单级接收机提取单一特征进行调制类型区分,但该方式可复用性差,且提取到的单一特征识别性能不佳。针对这一问题,提出一种基于多级盲数字接收机联合的幅相混合调制信号识别算法。以传统决策树为架构,在每一个决策分支采用不同结构的接收机对信号幅相、频率信息进行提取,将提取的信息与多种类型的特征模板进行分级匹配,逐次统计信号特征结果,利用特征结果对信号类型作出判断。仿真结果表明,该算法在P波段,信噪比为10dB时信号识别率均达到90%以上。

基于和差双通道幅相特征的雷达应答脉冲提取方法

在飞行流量大以及电磁环境复杂区域,民用雷达探测性能会明显下降,甚至会因代码跳变、高度跳变导致探测代码长时间错误。经过分析,引起以上问题的根本原因在于应答代码之间交织、应答代码与反射代码交织,导致客运飞机代码、高度提取错误,探测方位精度急剧恶化。脉冲交织部分幅度存在叠加或抵消,某些情况下无法通过幅度进行分离,由于应答脉冲持续时间内和/差波束的相位关系是稳定的,因此该文提出一种基于和差双通道幅相特征的民用雷达应答脉冲提取方法,经过算法仿真验证以及对大量真实数据进行分析可知,该方法可以提高干扰情况下民用雷达脉冲提取能力、降低误码率并提高目标探测方位精度。

一种近场麦克风阵列幅相误差校准方法

阵列幅相误差会显著降低麦克风阵列的声源定位性能,因此对麦克风阵列的幅度和相位进行良好校准至关重要。文章针对近场麦克风阵列,引入三维多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)近场算法,对基于特征结构的阵列幅度和相位校正方法进行改进。改进后的校正方法不再局限于特定阵列的拓扑结构,可以实现近场校正,具有较高的定位估计精度。

一种宽带雷达幅相误差分析与校正方法

对宽带单脉冲雷达系统三通道间的幅相不一致性及相干检波器的正交通道误差对系统性能所造成的影响,进行了分析研究。提出了具体的获取误差信号的方法及相应的校正方法,并进行了仿真计算,为实际系统解决这些问题提供了理论依据。所探讨的方法目前已推广应用到其它项目中。

6~18GHz宽带幅相多功能芯片设计

幅相多功能芯片作为雷达系统的关键器件,其性能和面积直接影响到雷达系统的精度与成本。基于GaAs pHEMT工艺,设计了一款工作频率覆盖6~18 GHz的单片集成宽带幅相多功能芯片,芯片内部集成了6位数控移相器、6位数控衰减器、驱动放大器以及单刀双掷(Single Pole Double Throw,SPDT)开关器件,其尺寸为6 mm×4 mm×0.07 mm。为了提高宽带范围内的移相精度,该芯片中的移相器选用了全通网络结构和反射式移相结构。在片测试结果表明,其在6~18 GHz频带内的发射增益大于1.5 dB,发射输出功率大于13 dBm,接收增益大于1.5 dB,接收输入功率大于9 dBm,移相精度小于5°,移相寄生调幅精度小于0.7 dB,衰减精度小于0.5 dB。

幅相联合的相控阵切副瓣方法

相控阵系统接收灵敏度高、等效辐射功率高、波束指向灵活,在电子对抗侦察、干扰领域得到广泛应用。作为电子侦察设备,由于其高接收灵敏度,信号容易从相控阵接收副瓣进入,形成副瓣信号,引起测向错误。在工程应用中,通常将整个相控阵分为若干子阵,即可全阵工作也可分子阵独立工作。针对2子阵×2子阵构型的相控阵,提出了一种幅相联合的相控阵切副瓣方法。

一种利用矢网测试接收机幅相特性的方法

幅相一致性和幅相线性是影响接收机性能提高的重要因素,也是精确测试的难题。本文在简要介绍矢网测试原理的基础上,给出了利用安捷伦公司矢网N5242A测试上述两项指标的方法,给出了测试结果。实际测试结果表明利用矢网测试接收机的幅相一致性和线性是高效可行的。此外,文中还提出了利用矢网测试应该注意的问题。