宽带波束形成器的自适应综合

提出一种具有频率不变波束图的宽带基阵设计方法。该方法只需给出参考波束图,无须推导权矢量的表达式,便可由计算机自动完成整个设计任务。其设计过程分为3步:(1)用数值计算的方法计算参考频率下的基阵权矢量。(2)利用自适应模拟法得到其它频率处的基阵权矢量。(3)以各频点处的基阵权矢量作为FIR滤波器的频率响应指标设计FIR滤波器。该方法可应用于任意阵型的阵列,且对各阵元的指向性也没有任何限制,因此本文方法具有重要的工程应用价值。

雷达数字波束形成器的研究与实现

介绍了一个自适应数字波束形成器的原理、组成和实现方法 ,给出了实验结果 ,验证了一些关键技术 ,表明数字波束形成 (DBF)技术可提高雷达天线性能。

一种稳健的自适应波束形成器

当信号噪声比超过一定的门限时,线性约束自适应波束形成器对天线的幅相误差有很高的敏感度,即使在误差很小的情况下,期望信号也会如同干扰一样被抑制掉。该文通过对广义旁瓣相消器的阻塞矩阵加以改进,提出了一种对阵列天线误差有良好稳健性的自适应波束形成器。该方法基于广义旁瓣相消器结构,可方便地进行部分自适应,降低运算量。

数字波束形成器的FPGA实现

数字波束形成技术是天线波束形成原理与数字信号处理技术相结合的产物 ,其广泛应用于阵列信号处理领域 。

一种改进的正交投影自适应波束形成器

在酉变换的基础上 ,提出了一种改进的正交投影波束形成方法 .新算法通过酉变换 ,将复值协方差矩阵变为实值矩阵 ,然后对其进行特征分解和波束形成 ,所需运算量约为正交投影算法的 1/ 4 .由于实值矩阵的计算过程中具有协方差矩阵前向和后向平均作用 ,等效于采样快拍数加倍 ,因此 ,新算法可提高小快拍数和干扰源靠得较近时波束形成器的稳健性 ,增强输出信号干扰噪声比 .此外 ,空间平滑作用还可去相关 ,使新算法在空间存在相关或者相干干扰时仍具有较好的干扰抑制性能和波束保形能力 .

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。

基于自适应数字波束形成的跳频干扰抑制研究

本文主要研究了基于自适应数字波束形成 (DBF)的卫星通信地面站跳频接收系统的抗干扰性能 ,提出了采用将DBF与跳频相结合的方式来抑制跳频快速跟踪干扰和宽带阻塞干扰 ,对干扰抑制性能进行了分析及仿真 。

基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法

传统的基于广义旁瓣相消器(GSC)的降秩自适应波束形成算法,降秩矩阵大多数需要通过特征值分解获得,而特征值分解会带来新的大运算量,大大限制了算法的工程实现。提出了一种新的基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法(FRGSC)。该算法直接利用广义旁瓣相消器下支路的中间快拍数据来构造降秩矩阵,利用所有可以利用的快拍数(多于干扰个数的快拍数)来构造降秩矩阵。基于GSC的传统降秩算法构造降秩矩阵需要的运算量为O((N-1)3)(N为自适应自由度),而FRGSC算法构造降秩矩阵只需要一次复数乘法和少量复数加法,所需运算量大大降低。该方法在实际应用中具有更优的实时性,适用于大阵列连续波体制雷达。仿真结果证明了所提出的基于广义旁瓣相消器的快速降秩自适应波束形成算法具有很好的波束形成性能,验证了算法的有效性。

自适应数字波束形成在FMCW雷达中的应用

调频连续波(FMCW)雷达往往通过对回波信号的距离-多普勒处理来提取目标信息。由于电磁工作环境的恶化和大量射频干扰的存在,在极低的信干噪比(SINR)条件下进行目标检测和信息提取十分困难。对于阵列系统,往往采用自适应数字波束形成(ADBF)技术,来抑制强干扰和方向性干扰对有用信号的影响。讨论了在FM-CW雷达中ADBF技术的应用问题,结合两种不同的距离-多普勒处理方法,提出了相应的ADBF系统实现方案。分析表明,该方案是有效可行的,它将显著改善FMCW雷达的信干噪比,提高雷达对目标信号的检测性能。

一种自适应收缩因子的循环平稳波束形成器

针对常用循环平稳波束形成器收敛速度慢的问题,提出一种基于自适应收缩因子形式的对角加载方法的稳健循环平稳波束形成器.首先采用收缩因子对采样协方差矩阵进行修正然后得到估计的阵列协方差矩阵,通过求解真实协方差矩阵与估计协方差矩阵之间均方误差最小的最优问题,进而求出收缩因子的大小.最后利用循环自适应波束形成(cyclic adaptive beamforming,CAB)算法求取阵列权值.仿真过程中,用所提算法与传统的循环平稳波束形成算法在低功率干扰和高功率干扰两种条件下作对比,表明该算法在收敛速度方面具有较好的性能,并且在低采样快拍数目情况下所提算法的输出SINR也相对较高.

OFDM系统下基于MBER准则的自适应波束形成器

宽带无线通信系统采用正交频分复用(OFDM)调制和智能天线技术来克服限制系统容量的符号间干扰(ISI)和同信道干扰(CCI).在OFDM调制技术下,针对数字通信系统传输中最主要的性能参数之一误比特率(BER),研究了基于最小误比特率(MBER)准则的自适应波束形成器.与现有的基于最小均方误差(MMSE)准则的波束形成器相比,MBER自适应波束形成器直接最小化OFDM系统的BER,保证了信号传输的有效性,提高了系统性能.仿真实验表明,基于MBER准则的自适应波束形成器比基于MMSE准则的波束形成器能更好地接收期望用户的信号,系统的BER更低.

共形阵自适应数字波束形成的振幅加权实数算法

本文给出了一种基于改进的Gram—Schmidt正交化法并能适合于任意曲面阵的自适应数字波束形成的振幅加权实数算法。此算法只需对各单元输入信号进行振幅加权,它的适算量小、收敛速度快,能够在干扰出现的方向自适应地形成零点,从而对消干扰。本文同时也给出了求取最佳振幅加权系数的判别准则和在圆形阵、椭圆形阵中的数值仿真计算结果。

基于LCMV的IQRD-SMI自适应数字波束形成算法

指出QR分解采样矩阵求逆算法(QRD-SMI算法)是一种较流行的自适应数字波束形成算法,但其需要前向和后向代入才能得到自适应权向量w,从而导致其实时性和并行性能欠佳.在QRD-SMI算法的基础上,采用逆QR分解方法,提出了一种不需要前向和后向代入而能全速/并行得到实时权向量w的一种逆QR分解SMI算法(IQRD-SMI算法),给出其易于硬件并行实现的Systolic阵结构.该算法能克服QRD-SMI算法并行性和实时性欠佳的缺点,能做到真正意义上的实时并行权向量抽取.仿真结果和分析验证了该算法的有效性和实时性.

雷达数字波束形成器性能的实验验证

介绍了一种自适应数字波束形成器的原理、组成和实现方法 ,给出了实验结果 ,验证了一些关键技术 ,表明数字波束形成 ( DBF)是提高雷达天线性能强有力的技术。

自适应连续波雷达数字波束形成器的研制

本文讨论了一个自适应数字波束形成器的原理，组成及实现方法。另外，还提出了一种在连续波体制下改进的自适应Ｇｒａｍ－Ｓｃｈｍｉｄｔ算法，该算法在ＴＭＳ３２０Ｃ２５上运算效果良好，可在１．８ｍｓ内完成自适应迭代，最后给出了结果。

用权系数迭代的自适应波束形成器抑制干扰

针对RFI(radio frequency interference)在高频地波雷达中不同距离元的分布特点,在比较现阶段不同波束形成器的基础上,提出一种应用基于权系数迭代法的自适应波束形成器来抑制RFI干扰的方法。该波束形成器的初始权向量是用MVDR(minimum variance distortionless response)算法来获得,而其后迭代法中的权向量是基于LCMV(linearly constrained minimum variance beamforming)算法在上一次权系数的基础上得到的。其中两算法中的协方差矩阵都是由不含雷达回波信号的远距离元阵列快拍来构成,从而增加天线阵的自由度。最后通过对实际雷达数据的处理,验证了该方法的可行性。

智能天线与自适应数字波束形成技术

相控阵雷达由于阵列天线副瓣偏高容易被电子战系统进行副瓣侦察和干扰。在下一代相控阵雷达的研制中,智能天线已经成为重点发展方向。介绍了智能天线的基本概念、空时联合通道模型,重点阐述了智能天线接收波束形成与发射波束形成的应用。

一维子阵自适应数字波束形成算法研究

在现代雷达系统中,相控阵雷达是其非常重要的发展方向,其中的自适应数字波束形成技术则是相控阵雷达的核心技术.自适应数字波束形成的核心问题是对期望信号的有效接收,但对干扰信号的抑制则是通过调整各个阵元的权值来实现的.由于大型相控阵天线的阵元数目比较多,如果在阵元级进行自适应数字波束形成,则硬件系统复杂.为解决这个问题,可利用子阵级自适应数字波束形成的方法,即每个子阵利用一个接收通道.因此,可在低副瓣的基础上,使子阵自适应波束形成.通过仿真可知：阵元幅度加权可以很好地降低副瓣;可解决均匀非重叠子阵的幅度加权产生的栅瓣问题;子阵级自适应数字波束形成具有很好的抗干扰性能.

发射自适应置零数字多波束形成算法研究

针对传统多波束形成不能有效抑制干扰信号的问题,研究了几种发射自适应置零数字多波束形成算法,包括线性约束最小方差算法、正交投影算法、导数约束加宽零陷算法等,同时对这些算法进行了仿真对比分析,发现每种波束形成算法各自的优缺点,针对实际工程应用中不同的情况,提出了对应的解决方案。

一种新的适用于相干环境的自适应波束形成器

本文提出了一种能在希望信号和干扰为相干时仍正常工作的自适应波束形成器,与空间平滑法相比,本文提出的去相关算法可以与任何一种自适应算法和结构相联接,而得到的有效口径与修正空间平滑法相同。