组成干涉阵列的阵元数目问题研究

使用模拟干涉成像实验对组成干涉阵列的阵元数目进行讨论,假设分别使用从20个到100个天线组成干涉阵列,使用基因遗传优化的方法得出随天线数目的增加在旁瓣水平、能量覆盖率和平均方差等3种评价标准下的性能变化曲线,通过拟合得出天线数目与各种评价效果的函数对应关系,又进一步讨论了使用效果截断、增加阵元效率等方法为设计干涉阵列的阵元数目提出合理方案,为太阳低频射电阵列阵元数目的确定提供参考。

均匀圆阵列参数分析

针对一个任意指定最大辐射方向的均匀圆阵列,分析了阵列半径和阵元数目对阵列方位面和俯仰面方向图的影响,阵列半径越大,半功率波束宽度越小。但随着半径的增加,阵列所占空间增大,不利于与移动载体共形,所以应当予以平衡考虑。而阵元数目对阵列特性影响很小,所以只需要取能满足设计需求的最小值即可。

基于超波束的大孔径共形阵目标高分辨技术

大孔径共形阵通过增加阵元数目来提高阵列增益,从而达到改善探测性能的目的。当阵元数据过多且不规则时,传统自适应波束形成因计算复杂度高无法满足大孔径共形阵目标高分辨处理的实时性。针对该问题,提出了一种超波束和子频带处理相结合的改进超波束高分辨方法,与现有的一些方法相比,该方法不仅物理实现简单,而且波束主瓣尖锐。湖试结果表明,改进提出的HYP-SPED目标高分辨方法具有较好的方位分辨力,适合工程应用。

浅海声速剖面与移动声源的跟踪定位

在水平非均匀分布的浅海环境中,针对移动声源跟踪时,声速剖面的变化会对声场产生影响,提出了一种利用集合卡尔曼滤波算法的声速剖面跟踪反演和移动声源跟踪定位的方法。首先,将声速剖面进行距离和深度的参数化表示,从而将对声速剖面的跟踪转化为对声速剖面前3阶经验正交函数系数的跟踪;其次,通过将声源状态信息和声速剖面信息表示为状态变量,而将垂直线列阵接收到的声场信息作为测量值建立状态-测量模型,然后利用集合卡尔曼滤波方法对模型状态变量进行跟踪。仿真结果得出:声速剖面跟踪反演的均方根误差和移动声源跟踪定位的绝对误差都非常小,对声源的跟踪定位精度很高。并且通过增加集合样本数、增加接收信号信噪比以及增加接收阵元数目都可以提高跟踪定位结果精度。最后,利用东海实验数据对本方法进行了验证。

宽带宽角扫描共形阵列高效稀布优化技术

雷达系统作为战场上的眼睛,被大量集成在导弹、卫星、舰艇等军用设施上,实现对陆海空天全方位的防御.天线作为雷达收发信息的关键部件,希望增益高、带宽宽、体积小.而且,为了不打破载体平台气动性能,往往希望它能与载体表面贴合.然而,伴随着系统功能的日益强大,天线数目和复杂程度也随之增加.受到平台空间载荷的限制,如何利用更少的阵元数目实现阵面最优化布局成为阵列设计中需要解决的关键问题[1].为此,亟须开展高辐射效率、超宽带、低剖面曲面共形稀布阵列研究.

无人机编队干涉测向影响因素研究

针对小型单架无人机测向存在测角范围受限、安全性差等问题,首先运用阵列信号处理技术,建立了最小冗余圆阵无人机编队测向阵列模型;然后针对编队各机间距离大于半波长引起的测向模糊问题,利用基于最小冗余圆阵的测向方法实现解相位模糊;最后在无模糊阵列的基础上,分析了阵元数目、阵元位置误差和无人机姿态角对测向结果的影响.仿真结果表明,与最小冗余L阵相比,最小冗余圆阵具有更好的解相位模糊能力和更宽的测角范围;测向结果随着阵元数目增多越来越好,随着阵元位置误差和姿态误差变大越来越差.

超声发射波束形成及声场仿真分析

本文主要研究了延时叠加波束形成算法中影响发射波束形成的几个主要因素,包括阵元数目、阵元中心间距和超声频率等;通过声场的主瓣宽度、旁瓣幅度和栅瓣等指标来评价发射波束形成的好坏。主瓣宽度决定图像的横向分辨率,主瓣宽度越窄,横向分辨率越高,旁瓣幅度影响图像对比度,旁瓣幅度越低,对比分辨率越高。所以,可以通过选择合适的探头参数来改善发射波束质量,最终提高图像的横向分辨率和对比分辨率。