一种分时双极化阵列ADBF处理方法

针对双极化阵列工程实现难度大、成本高的问题,提出一种基于分时双极化阵列自适应波束形成(ADBF)处理方法.首先完成阵面接收信号的子阵级合成,分别计算水平极化和垂直极化两类子阵的导向矢量,进行自适应处理;然后从两个极化处理通道中选取信干噪比(SINR)较大者输出.仿真结果表明,该方法能够在大多数场景下实现干扰的有效抑制,具有较强的适用性和稳健性.该方法处理简单、易于工程实现,有效解决了子阵合成前数据量大、目标极化参数无法实时获取等问题.

基于ADBF的多通道SAR抗干扰样本选择方法

针对多通道SAR抗干扰问题,可以利用空域自由度通过自适应波束形成技术达到增强期望信号、抑制干扰的目的。在波束形成过程中,计算各阵元的最优权矢量时,需要通过选取干扰和噪声的数据样本估算干扰加噪声协方差矩阵。若选择的数据样本中掺杂目标信号,则目标信号将会被误判为干扰并被抑制。针对多通道SAR抗干扰过程中需要注意的样本选择问题,通过消除方位向频域中主杂波宽度内的目标分量,得到干扰加噪声数据样本,继而计算协方差矩阵,并进行波束形成。通过实测数据成像结果及干噪比和信噪比指标验证了提出的自适应样本选择方法的有效性。与直接样本选择方法相比,自适应样本选择方法在信噪比上提高了近8 dB,干噪比下降了近6 dB,说明了该方法有效地保留了目标信号,抑制了干扰信号。

子阵级平面相控阵ADBF的旁瓣抑制方法

研究子阵级平面相控阵ADBF自适应方向图的旁瓣抑制方法。给出了二维子阵级ADBF的信号模型,适用于任意的平面相控阵。分析了常规的二维子阵级ADBF方法,引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF。研究了常规方法和基于子空间投影方法的结合方法,提高了对自适应方向图进行旁瓣抑制的灵活性,有效地降低了输出SINR损失;可在较好地进行旁瓣抑制的同时,得到与最优波束形成器非常接近的输出SINR。仿真结果证明了所提出方法的有效性。

二维子阵级ADBF及方向图控制方法研究

该文研究二维子阵级ADBF方法。提出了适用于平面相控阵的子阵级ADBF的信号模型。给出了由一维阵元级ADBF推广得到的常规的二维子阵级ADBF。引入了基于子空间投影的二维子阵级ADBF方法,可在无干扰时得到理想的静态方向图,从而解决了自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在有干扰时可有效地对干扰进行抑制,与常规方法相比,明显改善了旁瓣电平。仿真结果证明了所提出方法的有效性。

基于归一化方法的二维子阵级ADBF

子阵级ADBF在相控阵雷达中有重要应用.研究二维子阵级ADBF方法.提出了平面相控阵的子阵级ADBF的信号模型.引入了基于归一化方法的二维子阵级ADBF;通过对子阵输出进行归一化处理,使各子阵的噪声功率相同,从而在无干扰时得到了所希望的静态方向图,因而解决了自适应与非自适应工作模式之间的转换问题;而在存在干扰的情况下,也可对干扰进行有效抑制.该方法与常规的子阵级ADBF相比,明显改善了旁瓣电平.仿真结果证明了其有效性.

电子对抗环境下ADBF相控阵雷达的阵列结构优化

ADBF相控阵雷达通常采用子阵结构。子阵结构对系统性能具有显著影响,对相控阵进行最优子阵划分具有重要的理论与应用意义。该文利用多目标进化算法(MOEA)进行子阵结构优化,使系统在主瓣干扰下具有尽可能好的抗干扰及和、差波束旁瓣抑制性能。将和波束自适应方向图的旁瓣电平、系统输出SINR及差波束的旁瓣电平作为优化目标,构造了5种目标函数。给出了MOEA子阵结构的编码方法。基于Pareto秩排序的MOEA将30×32的平面阵划分为64个子阵的仿真结果表明,系统的多种性能得到了提高。

ADBF在机载有源相控阵雷达上的应用

对机载有源相控阵雷达系统,进行子阵级ADBF应用研究,运用遗传算法来对子阵形式优化,并结合对角加载技术,实现小采样本条件下波束快速收敛。仿真结果表明,优化后的子阵,自适应副瓣电平得到很大的改善,同时,在干扰方向形成明显的零深。

基于特征空间重构的子阵级ADBF方法

为实现大型阵列天线子阵级自适应数字波束形成,提出了一种基于阵列特征空间重构的方法。对子阵协方差矩阵进行奇异值分解,分离出信号、干扰与噪声子空间对应的特征值以及特征向量,并对特征子空间重新分配,重构阵列特征空间,完成子阵级ADBF。与常规方法相比,该方法能够消除子阵级输出噪声功率不一致造成的阵列方向图畸变,减小协方差矩阵估计误差的影响。理论分析与仿真结果表明,该方法在子阵级波束形成以及抗干扰接收等方面具有优良性能。

通道失配对ADBF阵列性能的影响

研究了通道失配这种非理想工作条件下，通道失配均方根误差对天线方向图主瓣，副主瓣有其对在干扰方向形成的零点位置和深度的影响，并推得出通道失配时阵列输出ＳＩＮＲ表达式，理论分析和和仿真结果表明：通道失配对方向图主瓣影响很小，但对天线图副瓣电平和阵的抗干扰性能产生较大影响，这时阵列的输出ＳＩＮＲ和阵列输入干扰的强度有关。

一种新的二维子阵级ADBF相关干扰抑制方法

自适应数字波束形(ADBF)成需抑制各类干扰,同时保证主瓣增益。另外大规模阵列下,常采用子阵结构来降低算法运算量。针对上面两个问题,将一维线阵下的相关干扰抑制ADBF方法,推广到子阵结构的面阵上。该算法运算量小,思想简单,相较过去的平滑算法和虚拟阵列算法更容易在工程中实现。计算机仿真验证了算法的正确性及有效性。

近场条件下数字阵列雷达自适应波束形成技术研究

针对近场条件下数字阵列雷达导向矢量幅相非一致性对自适应波束形成(adaptive beamforming,ADBF)算法性能的影响,通过构建近场多通道数字阵列雷达回波信号模型,分析近场多通道信号二维频谱,发现在近场条件下带限干扰信号的频谱会出现非均匀分布,呈现周期性栅格分布特征,造成算法性能下降.本文提出一种具有全新干扰样本选择策略的近场ADBF(near field ADBF, NF-ADBF)算法,通过寻优干扰信号频谱栅格边界,在栅格区间进行多门限样本筛选,离散提取干扰信号样本,构建完备的干扰信号协方差矩阵,提升近场条件下的自适应处理性能.通过在地面搭建仿真试验环境,模拟典型的数字阵列近场工作环境,通过录取试验数据分析并与理论仿真进行对比,验证了近场干扰样本筛选策略和NF-ADBF算法模型的有效性.

自适应数字波束形成中波束形状的快速收敛

加载可加速ＳＭＩ算法的波束收敛，本文给出给定快拍下达到波束收敛所需加载量的近似计算公式。分析表明加载还可加速算法的信干噪比收敛，强副瓣干扰下使用本文的加载计算公式可在很少快拍数下达到信干噪比及波束形状的同时收敛。数值模拟结果证实了理论分析的正确性。

基于GS算法的天线方向图零陷加宽方法

为了自适应数字波束形成(ADBF)中应用Gram-Schmidt(GS)算法使天线方向图自适应零陷加宽,通过构造附加离散个干扰源的数学模型重构干扰信号子空间,并修正阵列快拍数据的协方差矩阵,进而对协方差矩阵GS正交化.在干扰噪声较大时,适当调整附加干扰源的位置和个数,得到期望的零陷宽度.算法简单易行,在传统GS算法基础上所增加的运算量很小.仿真证明了该方法的有效性.

脑动脉瘤、动静脉畸形的颈内动脉血流量超声研究

目的:应用ADBF超声技术(angle-independent dual-beam flow ultrasound technology)设备对脑动脉瘤(aneurysm,AN)和脑动静脉畸形(arteriovenous malformation,AVM)的颈内动脉(internal carotidartery,ICA)颅外段血流量(blood flow volume,BFV)变化进行研究。材料和方法:对华山医院神经外科收治的20例AN破裂致蛛网膜下腔出血(subarachnoid he morrhage,SAH)及16例AVM做ICA颅外段BFV测定,分析其结果。结果:①AN破裂致SAH后1d、3d、7d、12d BFV测定值的差别有高度统计学意义,出血后第7天对出血的不同处理方法间的测定值差别有统计学意义;②大于5cm的AVM和对照组的测定值差别有高度统计学意义,治疗前后测定值的差别有统计学意义。结论:ADBF超声技术通过测定ICA颅外段BFV,可以评价脑AN和AVM的血流变化,具有一定的临床应用价值。

基于LCMV的MQRD-SMI自适应波束形成算法

在QRD-SMI算法的基础上,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的一种混合型QRD-SMI算法(MQRD-SMI),并给出其易于硬件并行实现的Sys-tolic阵结构.该算法能完全克服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.

基于Capon谱估计的星载SAR自适应DBF研究

在地形起伏较大的山地区域,星载SAR利用传统俯仰向数字波束形成(DBF)方法接收场景回波时,都会出现波束指向偏差的问题,这一偏差使得回波接收增益与信噪比降低。针对这一问题,该文提出一种基于Capon空间谱估计的星载SAR自适应DBF方法。该方法首先通过有限的回波数据来准确地估计出各距离门内信源的波达角(AOA),而后利用这些信息来更新接收波束的加权矢量,从而能够在任何时刻都使接收波束准确地指向信源位置,以此来改善回波增益与信噪比。仿真实验结果表明,该方法较传统的俯仰向波束扫描(SCORE)法有较大的性能改善,同时它还对系统及信源参数的变化有很强的鲁棒性。

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STAP杂波抑制的子阵优化技术

新一代相控阵雷达的天线阵列规模庞大,一般含有几百乃至上万个阵元。在阵元级实现自适应波束形成抗干扰和空时自适应处理杂波抑制,会极大地增加系统开销,甚至难以实现。在实际应用中,考虑到系统成本、信号处理运算量等因素,需要将大型阵列划分为适当的子阵,以减小接收所需通道数。文中通过子阵优化划分数学建模,研究子阵划分对干扰、杂波抑制性能的影响,探索最优子阵划分的数学求解方法,为大型阵列雷达研制提供理论支撑和工程可实现算法。

一种天波雷达多径扩展多普勒杂波抑制方法

该文分析了天波超视距雷达(Over The Horizon Radar,OTHR)多径扩展多普勒杂波(Spread Doppler Clutter,SDC)的产生机理。由于阵列存在幅相误差且期望信号的功率大于SDC功率,自适应数字波束形成(Adaptive Digital Beam Forming,ADBF)将降低SDC抑制能力,同时还会导致信号对消,严重降低信噪比。针对以上问题,该文提出一种自适应抑制SDC的方法。该方法首先采用改进噪声子空间拟合自校正法消除阵列幅相误差,得到期望信号和SDC准确的到达仰角,然后采用正交投影权矢量进行ADBF处理,避免了强期望信号条件下ADBF权矢量估计不准的问题。理论分析和仿真实验表明该方法能够较彻底地抑制多径SDC。

波前阵自适应权值流水实现

文中基于仅输出剩余的最小二乘算法,提取权值需要更多的设备和时间.该文设计了一种流水提取权值的脉动阵/波前阵结构,以较小的设备量实现权值输出,其可行性对自适应波束形成有重要意义.