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。

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。

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。

通道幅相误差条件下MUSIC空域谱的统计性能

本文分析了通道幅相误差对空间目标参数估计算法MUSIC的影响 .推导了幅相误差下空域谱的统计表达式 ,揭示了幅相误差对空域谱影响的机理 .计算机仿真证明了理论分析的正确性 .结果表明 :幅相误差降低了空域谱峰值 ,从而造成方向估计误差 ,也降低了分辨能力 .

双基地高频地波SIAR通道幅相误差的自校准方法

该文针对多载频阵列发射、单天线接收的双基地高频地波SIAR,分析了通道幅相误差对空时二维超分辨的影响,研究了发射通道幅相误差的自校准方法。该方法利用直达波信号,将传统自校正算法中误差参数与目标参数的联合估计,转化为先估计误差参数再超分辨估计目标参数的级联处理,大大降低了计算量和时间损耗,操作简单且易于实现。该文对影响误差参数估计的因素及因应措施也作了讨论。计算机仿真验证了所提方法的有效性。

多径条件下基于加权空间平滑的阵元幅相误差校正

对阵列误差的低顽建性,一直以来都是高分辨空间谱估计技术走向实用化的一个瓶颈。因此,阵列误差的校正技术在实际工程应用中具有重要的意义。但是,现有的阵列校正算法几乎都没有考虑实际校正过程中辅助校正源的多径传播。基于相干源方位估计的加权空间平滑算法,本文构造了一个多径条件下用于阵元幅相误差校正的代价函数,并通过遗传算法实现了阵元幅相误差的校正。计算机仿真结果验证了新的代价函数具有优良的参数估计性能。

一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法

校正源信号方向角不容易精确测量,限制了阵列有源校正方法的精度。另一方面,无源校正方法难以应用于存在大阵列误差的场合,其实际应用也受到严重限制。该文提出一种基于旋转测量的阵列幅相误差校正新方法,无需测量校正源信号方向角就能获得较高的校正精度。该方法利用已知的阵列旋转角度,基于最大似然准则获得阵列幅相误差、校正源信号方向角及其复振幅的无模糊估计。相对于校正源信号方向角,阵列旋转角度通过专用测试转台更容易精确测量,因此该方法能以较小的代价获得很高的校正精度。仿真实验验证了该方法的有效性和通用性。

一种均匀线阵互耦和幅相误差校正算法

阵列互耦和幅相误差会严重影响MUSIC算法的测向性能,为此该文基于均匀线阵,给出了一种新的阵列互耦和幅相误差校正算法。文中首先根据阵列协方差矩阵的关系式构造了一种二次代价函数,然后利用理想条件下均匀线阵协方差矩阵具有Toeplitz结构的性质,通过交替迭代的方法对该代价函数进行优化求解,从而估计出了阵列互耦、幅相误差以及理想条件下的协方差矩阵,最后利用MUSIC算法即可得到信源方位的估计值。计算机仿真结果验证了文中算法的有效性。

幅相误差对MUSIC算法空域谱及分辨性能影响的分析

基于正交投影矩阵扰动定理,推导了幅相误差条件下MUSIC算法空域谱的一阶统计表达式,并且给出了一种求解平均信噪比分辨门限的一元二次方程,从而能够计算出相应的信噪比分辨门限。相比目前已有的方法,空域谱的一阶统计表达式不需要计算理想协方差矩阵的特征值和特征向量,仅需要已知阵列流型向量和信源协方差矩阵,并且给出的平均信噪比分辨门限适用于信源功率不一致的情况。数值实验验证了理论分析的正确性。

基于协方差匹配技术的互耦和幅相误差联合校正算法

提出了基于协方差匹配技术的均匀线阵互耦和幅相误差联合校正算法.首先,根据协方差匹配技术中的目标函数和均匀线阵的误差模型,设计了一种交替迭代算法用以实现各种参数的优化计算.接着,为了避免该算法中的每轮循环迭代都需要进行波达方向估计这一复杂环节,利用理想条件均匀线阵协方差阵的Toeplitz性,给出了另一种改进型交替迭代算法用以减少计算复杂度.与基于子空间技术的阵列误差校正方法相比,文中的两种新算法可直接利用信源的统计特性,并且适用于不同的高斯噪声模型(例如噪声功率不一致),仿真实验验证了新算法的有效性和优越性.

发射阵列互耦及幅相误差校正

该文研究了基于发射方向图综合的双基地高频地波超视距雷达发射天线阵互耦、幅度及相位误差模型。根据误差模型的特点,提出一种发射天线阵列误差校正的方法。该方法利用收、发天线之间的直达波信号,采用迭代最小二乘法对发射天线阵误差进行估计。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正

该文根据合成孔径雷达的三路定标设计，提出了基于内定标信号的收发系统幅相误差的提取和校正方案。与从雷达回波数据中提取系统相位误差的方法相比，该方案具有两方面的优越性：提取误差不受地物特性的限制，使用方便；不但可以提取相位误差，还可以提取系统幅度误差。经验证该方案能大大改善图像质量。

幅相误差对稀疏阵天线性能的影响

围绕天线阵增益、波束宽度、指向和副瓣电平等指标，分析了幅相误差、阵元失效对稀疏阵列天线性能的影响。应用概率统计原理，导出了具有幅相误差、阵元失效时稀疏阵天线阵增益损失、波束宽度、指向、副瓣电平的估计公式、并得出一些有益结论。

多载频MIMO雷达的幅相误差校正

建立了多载频(multi-carrier-frequency,MCF)MIMO雷达的幅相误差模型,并针对其发射和接收阵列的幅相误差耦合到一起的特点,提出了对信号预处理后等效阵列的联合幅相误差进行整体估计来实现误差校正的思想。针对单辅助信源的情况完成了两种误差估计方法:子空间拟合(subspace fitting,SF)法和最大似然(maximum likelihood,ML)法,子空间拟合法利用信号子空间与阵列流型张成空间的对应系列方程求解,而最大似然法利用似然函数最大来得到幅相误差。推导了幅相误差估计的Cramer-Rao界(CRB),并仿真分析了两种方法的估计性能与信噪比、快拍数的关系以及辅助信源的定位误差对估计性能的影响。

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。

正交双通道幅相误差的两种校正方法

讨论了正交双通道幅相不一致的数字校正原理 ,提出了两种获得幅相误差函数的方法 ,包括最小二乘法和改进的Gram Schmidt正交化方法 .计算机仿真结果说明该方法是有效的 .

一种正交解调超宽带接收系统幅相误差实时校正方法

在分析了影响正交解调结构超宽带接收系统性能的幅相误差来源的基础上 ,针对超宽带系统的特点 ,提出了用 2PFIR滤波器对整个系统幅相误差进行实时校正的方案 ,随后推导出设计复系数 2PFIR滤波器的算法 。

基于降维的双基地MIMO雷达收发阵列互耦和幅相误差校正算法

双基地多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达收发阵列互耦和幅相误差会严重影响高分辨波达方向(direction of arrival,DOA)和波离方向(direction of departure,DOD)估计算法的性能。针对这一问题,通过在收发阵列中分别引入若干个经过精确校正的辅助阵元,并利用子空间原理和降维思想,提出了一种双基地MIMO雷达目标二维角度及收发阵列互耦和幅相误差矩阵的联合估计算法。首先,该算法不需要收发阵列互耦和幅相误差矩阵信息,就能较为精确地估计出目标的DOA和DOD;然后,基于对目标二维角度的精确估计,还能进一步对互耦和幅相误差矩阵进行精确估计,进而对收发阵列误差实现自校正。所提算法只需进行一维谱峰搜索,不需要高维非线性优化搜索,所以运算量较小。计算机仿真结果证明了所提算法的有效性和正确性。