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。

空时二维处理辅助通道法应用研究

本文从应用的角度研究了空时二维处理辅助通道算法,阐明了辅助通道算法的原理和训练样本数据的选取准则。并与传统的PD处理方法进行了比较,验证了辅助通道法对杂波及干扰的抑制性能。

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。

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。

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 。

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。

一种级联结构的空时二维信号处理算法

在研究R.K lemm博士的级联抑制噪声干扰和杂波算法以及旁瓣对消算法的基础上,针对噪声干扰和地杂波同时存在的情况,提出了一种采用旁瓣对消结构级联抑制干扰和杂波的算法。该算法首先利用相控阵天线合成一个辅助天线和多个主天线,多个主天线共用一个辅助天线,针对每一对主辅天线,采用旁瓣对消算法在空域抑制噪声干扰;然后对多个主天线的输出结合时域进行STAP(空时二维信号处理)抑制地杂波。并且证明了该级联结构等效于一种同时抑制干扰和杂波的结构。计算机仿真结果及性能分析验证了该算法能有效地抑制干扰和杂波,且与其他级联结构相比,所提出的结构更利于工程实现。

星载双基地雷达空时二维杂波建模和特性分析

建立了星载双基地雷达杂波模型,考虑了卫星椭圆轨道、地球表面弯曲、地球自转、距离模糊以及收发几何配置等因素对杂波的影响.基于该模型对星载双基地雷达杂波的空时二维特性及其对空时二维自适应处理(STAP)性能的影响进行了仿真分析,结果表明,星载双基地雷达的杂波分布具有空变性和时变性;这些特性以及距离模糊都会导致系统抑制杂波性能的下降.另外,当接收阵列阵元都放置在一颗卫星上时,由于接收阵列的低空间分辨率导致难以检测低速目标,仿真结果表明,将接收阵列空间超稀疏分布(分布式小卫星)可以很好的解决这一问题.

非因果空时二维副瓣干扰对消算法及性能研究

通道失配降低了窄带副瓣对消系统的性能,采用多辅助通道多抽头延迟线的宽带对消算法可以提高对消性能。鉴于对群延迟处理的FIR滤波器应为非因果滤波器,文中提出了非因果的副瓣对消器,该算法通过对主通道或辅通道信号的延迟,获得了对消权系数的非因果特性,从而构成了非因果的空时二维对消算法。通过实验对算法性能进行了对比,结果表明,该非因果宽带对消算法比因果算法具有更好的对消性能。

基于重构协方差矩阵空时二维杂波抑制方法

针对杂波环境严重非均匀导致协方差矩阵估计失真、空时自适应处理性能下降的问题,提出了一种杂波协方差矩阵重构方法,并利用重构的杂波协方差矩阵实现杂波抑制。该方法充分利用了载机速度给定时杂波分布轨迹已知这一先验知识,考虑了天线方向图的调制,通过改变空时相关函数调节杂波带宽,可以实现任意杂波协方差矩阵重构。计算机仿真分析和实测数据处理结果表明,所提出的方法在非均匀杂波环境中,与小自由度的降维自适应算法相比具有更好的动目标检测性能。

WCDMA系统中导频符号辅助的空时二维RAKE接收机

针对WCDMA上行链路的时分导频和复扩频方式的特点 ,提出了一种适用于WCDMA系统的线性自适应空时二维RAKE接收机 .利用导频符号进行信道估计 ,并作为空间波束成型器的参考信号 .理论分析和在多用户时变频率选择性衰落信道下的仿真研究表明 ,对导频信号的充分利用可以降低空时二维接收机的实现复杂度 ,所提的接收机能明显提高接收机的输出信干噪比 。

天基雷达空时二维杂波建模与STAP性能分析

提出了一种基于天基雷达运动几何模型的空时二维杂波的建模方法。该模型考虑了地球自转的影响以及天基雷达杂波的距离和多普勒模糊特征,克服了传统一维杂波建模方法难以描述天基雷达空时二维特征的缺陷,而且该建模方法运算量低,适于对天基雷达大范围杂波进行快速模拟。同时,利用该模型得到了仿真杂波数据,研究了地球自转和杂波的距离多普勒模糊对空时二维自适应处理的动目标检测性能的影响,仿真和处理结果验证了杂波模型的正确性。

一种基于空时联合处理的侧视阵混响抑制方法

空时联合自适应最优处理方法虽然可以很好抑制侧视阵声呐混响,但由于计算量太大,无法实时实现,为此利用空时二维思想提出了一种改进的混响抑制方法。该方法利用投影矩阵法设计了时域和空域混响陷波器,分别滤除了与目标同频的旁瓣混响和与目标同方位的主瓣混响。海试实验数据处理结果表明:与其他方法相比,在计算量增加不大的情况下,性能接近最优处理方法。

机载雷达三维空时自适应信号处理

空时二维自适应信号处理(STAP)技术已成为雷达领域的研究热点之一,是新一代高性能机载雷达的一项关键技术。然而目前的研究仅限于方位向-多普勒域的自适应处理,没有考虑俯仰向的信息,而在实际中杂波过程是与俯仰角有关的。因此,文中介绍了将2D-STAP扩展到3D-STAP的方法,即增加俯仰向的自适应处理,充分利用了俯仰向信息对杂波谱的影响。通过仿真试验证明,与二维自适应处理相比三维自适应处理具有更好的杂波抑制能力,并且可以明显地提高目标的检测性能。

一种空时联合抗干扰方法研究

针对星地测控通信链路中的电磁信号干扰,提出空域时域联合的干扰抑制方法。利用地面阵列天线,分离不同方向的各类干扰,等效为接收端多个信道接收的远场信号。通过阵列天线各单元之间的相位差,进行信号波束形成和空间谱估计。采用空时联合干扰抑制方法,将一维的时域和空域干扰抑制拓展至时间与空间联合的二维域内,对干扰信号进行空时二维滤波,并对滤波算法进行了优化设计。通过对单个宽带干扰信号、3个宽带干扰信号的仿真验证,干扰抑制能力达到了80 dB。

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。

时空DOA矩阵方法的分析与推广

本文在对时空DOA矩阵方法进行详细分析的基础上 ,提出了该方法的几种改进与推广形式 .理论分析和仿真结果表明 ,时空DOA矩阵方法作为一种新的基于信号时空特征结构的高分辨率二维DOA估计方法 ,可以通过空时二维处理在时空域中衍生出大量虚拟阵元 ,因此对阵列结构的约束较松 ,能够根据需要灵活地派生出多种形式的阵列和相应的估计方法 。

一种新的二维MUSIC算法的研究

提出了一种新的基于垂直阵列结构的二维MUSIC方法来估计信号的DOA(direction of arrive),此方法只需三个均匀直线阵就可估计用户的二维DOA。该方法利用其中的一个直线阵来组合两个线阵分别估计的一维DOA,大大改善了DOA的估计性能。仿真结果证明了该方法的有效性。

基于非正交基的空时可分离滤波器设计

文利用最优空时二维处理器权矩阵的低秩特性,将空时最优滤波器分解为多对空域滤波器与时域滤波器组,从而提出了一种基于非正交基的降维自适应算法以抑制机载雷达所面临的地杂波。与最优空时二维处理器相比,本文所提方法通过降维处理有效避免了高维协方差矩阵的估计与求逆运算,大大降低了系统的计算复杂度和训练样本需求,有利于工程实现。

强干扰下基于子空间的空时多用户检测算法

在经典的代价函数为最小输出能量的多用户监测算法的基础上,结合子空间算法,提出了一种改进的空时多用户检测算法,并对比了不同信干比环境下,该算法与经典的MMSE多用户监测算法的输出信噪比.仿真结果表明:在低信干比的情况下,该算法能得到更好的输出信干比,适合在强干扰环境下监测用户信号.