空时二维自适应处理的统一理论、模型与局域处理方法

本文提出了机载相控阵雷达空时二维自适应处理的统一理论，并建立了空时二维处理器系统设计的统一数学模型。根据信号处理域的不同类型，本文把处理器系统分为四大类。本文对这四大类局域处理系统进行了深入研究与分析，给出与提出了多种可能的降维变换。同时提出了局域杂波自由度的概念，为简化处理器的设计提供了理论依据。结合计算机模拟就几种典型的局域处理器进行了性能考察与比较。

机载雷达空时二维自适应处理方法──时空子阵联合处理

本文提出了一种机载相控阵雷达空时二维联合自适应处理的新方法──时空子阵联合处理，并进行了分析与讨论，这一方法的特点是性能优越，实现简单，尤其适合非正侧面阵。

空时二维自适应处理的目标污染样本挑选方法

在空时二维自适应处理 (STAP)中 ,杂波样本数据不满足独立同分布 (iid)条件是影响STAP处理的一个重要因素 .这种非iid特性不仅包含地面的不均匀性和散射体的内部运动 ,也包括了目标和一些类似目标的干扰造成的样本数据污染 .在某些情况下 ,被目标污染的样本会对权系数矢量的估计造成明显的影响 ,使输出信杂比大大下降 .本文首先分析了目标信号对广义旁瓣相消结构 (GSC)处理方式的影响 ,指出采用阻塞矩阵和不包含检测单元的辅助数据不能有效消除目标信号的影响 .而现有的非均匀检测 (NHD)方法不能有效挑出污染样本 .据此 ,本文提出杂波剩余功率下降的目标污染样本选择准则和两种新的非均匀样本检测方法 ,可以将对自适应有影响的污染样本数据剔除 .试验结果证实了新方法的有效性 ,而且其中一种方法的运算量很小 ,便于工程实现 。

机载雷达空时二维信号处理自适应权值训练的距离分段递推算法

本文针对机载预警雷达的杂波环境，分析了杂波数据的非平稳性，由此提出在距离上分段实现空时二维自适应处理（STAP）的方法，并通过分析杂波于空间的距离来确定分段的方法。在同时考虑实时性和处理器性能的前提下，给出了一种自适应权值计算的递推算法。理论分析和计算机仿真结果均表明，本文提出的分段递推算法是有效的。

DS-CDMA系统新的空时并联结构及二维自适应DBF算法

针对直接序列扩频码分多址 (DS CDMA)移动通信接收系统 ,本文提出了一种新的空时二维信号处理结构 ,这是一种“智能天线与瑞克 (RAKE)接收机的并联连接”(PI SA&RR)结构 .基于PI SA&RR结构 ,提出了空时二维自适应数字波束形成 (ST2 DADBF)算法 .与“二维RAKE接收机”(2 DRR)相比 ,ST2 DADBF算法不需要对延时 波达方向(DOA)进行估计就能够获得最优空 时域联合输出 .与“导频符号辅助相干自适应天线阵列分集接收机”(PSA CAAADR)相比 ,ST2 DADBF算法能够使智能天线和RAKE接收机联合参与自适应算法 ,不需要对RAKE分支信道参数进行估计 ,是一种真正的二维自适应算法 .针对多用户移动通信系统 ,同时考虑到信道的时延扩展和空间角度弥散的影响 ,本文给出了一种接收信号的通用模型 ,基于该模型对ST2 DADBF算法进行了计算仿真 .仿真结果表明 ,ST2 DADBF算法能够在空时二维域中捕获感兴趣用户的各个多径分量 ,并将这些多径分量同步相干合成 ,同时抑制其它用户在时域和空域形成的干扰 ,因而可获得良好的误码率 (BER)性能 .

基于主分量分析的机载雷达空时二维自适应处理方法

通过分析机载预警雷达系统自由度数目与杂波自由度数目的关系 ,空时二维自适应处理可以只在主子空间进行。对于杂波抑制 ,提出了主分量分析实现空时二维自适应处理方法。该方法能以简单的运算求出最合理的系统自由度去抑制杂波 ,达到了简化系统设备的目的。文中并就一些实际问题进行了较详细探讨 ,通过模拟实验验证了该方法的有效性。

降维空时自适应处理研究

该文首先分析了降维空时自适应处理(STAP)的一般原理,接着从理论上证明了在处理器维数和辅助样本数相同的条件下降维STAP的互谱方法(CSM)提供了特征空间内所有降维处理方法的性能上界。文中还通过仿真将两种固定结构的降维方法与CSM做了性能比较,结果表明时域预滤波级联局域空时联合处理法(3DT-SAP)非常接近性能上界,是一种非常有效的降维方法。

机载雷达三维空时降维自适应处理

基于机载雷达空时三维自适应处理,提出了一种空时可分离的降维自适应算法。该算法首先利用三个低维(俯仰、方位和时域)权矢量的直积近似表示最优权矢量,然后基于循环迭代的思想依次固定其中两个权矢量,并由此构造相应的降维变换矩阵,在低维空间上优化另一个权矢量。理论分析和实验仿真结果表明,所提算法能有效降低系统计算量和对训练样本的需求,在小样本情况下具有较好的杂波抑制性能和较强的误差稳健性。

基于时空处理的频率与二维DOA联合估计算法

提出了一种适用于任意阵列的频率与二维DOA联合估计算法。该算法同时利用空域采样与时域采样构造二维时空矩阵,基于2D-ESPRIT方法进行二维参数估计,仅需3个校准阵元就可通过M个阵元估计出M个独立信源的载波频率、方向角和仰角,无需二维谱峰搜索,计算量较小。仿真实验验证了算法的有效性。

时变加权的机载双基雷达降维空时自适应处理

针对机载双基雷达传统降维空时自适应处理方法杂波抑制性能较差的问题,提出了一种新的降维方法.该方法对杂波协方差估计矩阵进行降维处理,利用时变加权技术对降维后的权值矢量进行更新,以补偿杂波的距离相关性,提高杂波协方差估计准确度.理论分析和仿真结果表明:在不同的双基雷达配置情况下,该方法均可以对非均匀杂波进行有效抑制;且相对时变加权技术最优空时自适应处理,运算量和所需训练样本数大幅减少.此外,与多普勒补偿或角度多普勒补偿方法相比,该方法无需了解有关雷达平台和配置场景的先验知识,适于工程实现.

阵面在方位上任意放置时机载雷达空时二维信号处理方法

本文研究了机载相控阵雷达天线阵面在方位上任意放置时的信号处理问题，提出了一种解决非正侧面阵雷达信号处理的方法──空时二维自适应处理与多重脉冲重复频率联合处理。理论分析与仿真实验表明：这一处理方法是可行的。

机载雷达三维空时两级降维自适应处理

该文研究了机载雷达3维空时自适应处理(3D-STAP)方法,并结合先时后空的自适应处理(mDT-SAP)结构提出了一种新的空时两级降维准最优技术。该方法首先采用固定结构的时域多普勒预处理降低杂波时域相关性,然后基于2维空域的可分离性构造出两个低维的俯仰和方位向权值,最后结合双迭代算法进行循环求解。理论分析与仿真结果表明,该文所提方法与传统方法相比具有运算量小、收敛性强、所需训练样本少的优点,并拥有优良的杂波抑制性能和较强的误差鲁棒性,有利于工程化实现。

接收阵列天线的时-空二维谱估计

该文对二维信号应用空间平滑技术进行谱估计 ,解决相干信号源的频率—方位超分辨估计问题。将该方法应用于车载雷达自动目标识别系统中 ,仿真结果表明 。

机载MIMO雷达两级降维空时自适应处理方法

针对机载多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)雷达杂波抑制问题,提出一种两级降维空时自适应处理方法。首先利用多普勒滤波对杂波信号进行时域降维处理;然后将空域发射-接收二维波束形成权矢量重构为发射权矢量和接收权矢量Kronecker积形式,并将高维权矢量转化为两个低维权矢量进行分别求解,最后进行权矢量合成。该算法能够有效降低训练样本数需求与运算复杂度,在小样本条件下具有良好的杂波抑制性能,因此更具有实际应用价值。仿真结果验证了算法的有效性。

时-空二维波传播分解方法及其在季节内振荡分析中的应用

大气季节内振荡最显著的特征之一就是其复杂多变的传播特征。为了进一步分析大气季节内振荡的传播特征及其不同传播方向分量的不同作用,基于波的传播理论,对时-空谱分析进行了发展,提出了时-空二维波传播分解方法,并用理想函数验证了其正确性和可行性。结果表明:对任一时-空二维序列,采用此方法均可正确地分解得到空间上具有不同传播方向的3部分分量:前进波、后退波和驻波分量。之后,对向外长波辐射(OLR)、200和850hPa纬向风的东传、西传分量以及驻波分量分别进行联合经验正交函数(CEOF)分析。结果表明,在东传分量上,热带大气季节内振荡主要表现为纬向1波的向东传播,与对流层高、低层纬向风呈现反位相的斜压结构,和未分解的情况相比,前两个主要模态重要性的排序出现了颠倒,说明通过时-空二维波传播分解,避开了各分量之间的相互影响,进一步揭示了前两个模态的物理意义及其在季节内振荡中的重要性;在西传分量上,热带大气季节内振荡主要表现为纬向2—3波的向西传播;驻波分量主要表现出印度洋和太平洋的反位相结构。对热带地区大气季节内振荡的东、西分量的分析,深化了对热带大气季节内振荡东传、西传特征的了解,这对于热带大气季节内振荡更加准确预报及其物理模型的建立有着重要的意义。时-空二维波传播分解方法改变了原有分析方法仅对各变量进行整体分析的思路,为进一步了解大气季节内振荡现象提供了一个新的视角和工具。

一般坐标系下的二维Euler方程时-空守恒格式

将文［１－３］中的一维时－空守恒格式推广到了二维情形，得到了一般坐标系下的二维Ｅｕｌｅｒ方程时－空守恒格式，并用几个典型算例进行了检验计算，结果表明：本文得到的二维时－空守恒格式保留了一维格式所有的优点，格式简章，通用性强。

一般形式的二维时-空守恒格式

本文将经作者改进后的一维时－空守恒格式推广到了二维情形，得到了一个一般形式的二维Ｅｕｌｅｒ方程时－空守恒格式，该格式对各种不规则几何区域内的流动问题具有很强的适应性，同时它还保留了一维格式的优点。几个典型算例的计算结果表明，本文格式不仅精度高，通用性好，而且对激波等间断具有很高的分辨率。

时-空欠采样的信号频率和二维DOA估计

在空间信号时 -空欠采样下 ,基于时延、四阶累积量和MUSIC算法提出了一种新的多空间信号频率和 2 D到达方向分离估计方法。适当地选取时延和非均匀阵列阵元位置 ,该方法的信号频率和 2 D到达方向估计无模糊。灵活地运用矢量Kronecker积估计信号数大于二阶技术。

圆柱阵主动声呐基于直接数据域空时二维处理

空时二维处理(STAP)是一种抑制混响的有效技术途径。圆柱阵主动声呐混响具有强非均匀性,影响STAP处理性能的提升。本文提出了一种适合圆柱阵主动声呐的基于直接数据域空时二维处理算法。算法借鉴雷达STAP直接数据域方法,采用二阶对消方法抑制目标信号。数字仿真结果表明,该算法可以改善圆柱阵主动声呐混响抑制的性能。

基于TLS-LASSO算法基矩阵自适应校正的稀疏空时自适应处理

机载预警雷达杂波抑制的STAP算法所需平稳快拍数过多,在实际环境中由于地物散射特性的快变很难得到足量训练样本,通过引入稀疏恢复可以大大减少杂波估计所需快拍数。然而,在稀疏恢复估计杂波空时谱的过程中,基矩阵的空时频率和杂波真实的空时频率之间会有不匹配现象,即off-grid问题。off-grid会严重影响稀疏恢复估计空时谱的性能。论文提出了一种基于总体最小二乘-LASSO方法的基矩阵空时频率自适应校正方法,可以较好解决off-grid问题。该算法在估计稀疏空时谱的同时对基矩阵中每一个导引矢量的空时频率进行自适应校正,从而寻找到与真实杂波位置相匹配的基向量,进而求得对应的稀疏空时谱,避免了off-grid问题带来的稀疏恢复性能下降问题。仿真实验表明论文所提算法具有较好的恢复性能。