提高航管二次雷达近程目标跟踪稳定性的方法

针对相控阵体制航管二次雷达系统在雷达近程探测空域内无法稳定监视目标的问题,提出了一种提高航管二次雷达系统对近程目标跟踪稳定性的方法。基于现有航管二次雷达系统的硬件架构,设计了在对监视空域进行航管扫描询问过程中密集插入对近程目标跟踪询问的工作方式,并给出了航管近程跟踪询问流程和波位随机同步跳转控制时序的详细设计方法以及对航管近程跟踪能力的估算方法。仿真计算结果验证了该方法的可行性和有效性。     

二维束宽恒定的二阶锥规划波束形成方法

二阶锥规划作为凸优化理论的一个分支,近些年来已应用于波束形成的研究,但在已有研究中基于均匀线阵的一维波束形成研究得较多,且较少考虑不同指向下的束宽恒定问题。因此,基于矩形平面阵,将二阶锥规划的一维束宽恒定波束形成方法扩展到二维作为主要研究目标,首先采用Dolph-Chebyshev加权方法设计出二维参考波束,再以主瓣逼近和旁瓣最小为约束,引入二阶锥规划方法设计了支持不同俯仰角和方位角指向的二维波束。经仿真分析,所提方法可实现在三维空间中的不同指向下的波束形成,且在俯仰角设定后,在不同方位指向下可实现3 dB束宽较恒定的波束,减少了指向对波束特性的影响,方便于应用。     

基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽波束形成

为解决宽带阵列天线波束宽度抖动的问题,在分析阵元权系数和阵列方向图傅里叶变换关系的基础上,提出了一种基于孔径长度域重采样的快速恒定束宽宽带波束形成方法。该方法通过期望方向图的傅里叶反变换获取孔径长度域上的权系数曲线,然后用不同的采样间隔对该权系数曲线进行重采样得到不同频率下的阵元权系数。由于仅需进行一次积分运算,该方法具有运算量小、速度快的特点。为使阵列方向图在恒定束宽的基础上具有更好的方向性,通过对孔径长度域拟合度的分析给出了期望方向图的设计方法。仿真结果表明所提方法可以快速形成方向性较好的宽带阵列恒定束宽方向图。     

互耦效应对DOA估计的影响

在均匀线性阵列模型下,结合常规波束形成算法、Capon最小方差无失真响应（MVD R）波束形成算法、MUSIC算法、ESPRIT算法和Root MUSIC算法等几种主要到达角（DOA）估 计算法的原理,分析了互耦效应影响这些算法的作用机理,并利用MATLAB进行了数值仿真。 理论分析和仿真结果表明,互耦效应带来的误差增大了DOA估计算法的估计误差,降低了估 计成功概率,严重影响了算法的性能。     

导航卫星阵列天线的快速现场系统校准算法

阵列天线接收处理全球卫星导航信号时,由于天线和射频前端的非理想性,会在不同方向卫星信号中引入不同的载波相位偏差,从而破坏卫星导航接收机距离观测量准确性。针对此问题,提出了一种易实现的卫星导航阵列天线的快速现场系统校准算法。校准过程分为通道校准和天线校准：通过开机和周期进行的通道校准实现阵列天线接收射频前端的通道响应测量;通过与接收处理不同卫星基带数据的数字接收机配合,实现阵列天线的现场阵列流形矢量校准。仿真验证了所提校准算法的正确性和有效性。     

基于相关比幅测向的圆阵干涉仪解模糊算法

针对比幅测向精度较低而干涉仪测向相位易模糊这一问题，提出了一种基于多波束比幅测向的圆阵相关干涉仪解模糊改进算法，实现对小型无人机方位的快速估计。首先，根据目标无人机的图传信号特征值建立离线数据库，利用改进的多波束相关比幅法对无人机来波方向进行粗略测量，通过二次插值法对“栅栏效应”造成的估计偏差进行一定修正；然后，将修正后的角度测量值对干涉仪实测相位差进行解模糊；最后，利用无模糊的相位差通过相关运算实现来波方向的精确估计。该算法将相关运算运用在比幅测向中，有效提高了干涉仪解模糊概率。与传统的比幅测向法和干涉仪测向法相比，该算法只需3组天线就能完成测向功能，其测向精度提高至2°以内，并且该算法对天线一致性要求低，实时性高，可实际应用于圆形阵列测向体制，实现对无人机的快速测向。     

宽频带宽角域扫描的圆极化相控线阵设计

针对传统相控阵工作频带窄、圆极化波束扫描角度小的问题，设计了一款宽波束天线单元以及1×6相控线阵。采用叠层贴片技术展宽天线的阻抗带宽，设计新型的三维地结构拓展天线的波束宽度，利用介质匹配层技术改善天线在低仰角区域的阻抗匹配，并通过双点馈电实现圆极化辐射。仿真与实测结果表明，天线单元的3 dB波束宽度在4.3~5.6 GHz的频带内均大于115°。天线阵列在4.5~5.3 GHz的频带内，主波束的最大扫描范围为-57°~58.5°，其3 dB波束覆盖范围达到185°，在主波束的扫描范围内轴比小于6 dB，具有良好的宽频带宽角域的圆极化扫描特性，在卫星通信、移动基站等领域有广阔的应用前景。     

阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响及补偿技术

针对拖曳阵阵形畸变导致的目标检测不准确问题，首先，分析了阵形畸变对拖线阵三维探测性能的影响，并论证了利用实际阵形在垂直方向形成的孔径实现对目标深度信息提取可行性；然后，依据拖线阵中姿态与深度传感器监测数据，提出一种基于阵形自动拟合的三维补偿技术；最后，通过三维补偿技术修正导向矢量，降低导向矢量与协方差矩阵之间不匹配度，解决阵形畸变所导致的目标检测不准确问题。数值仿真结果表明，对畸变阵形进行三维阵形估计和补偿，实现了对未知目标的三维探测，且避免了标校声源对拖线阵实时探测目标的影响，便于工程应用。     

大型对数周期天线阵列伺服控制系统的设计与实现

为了对大型对数周期天线阵列进行伺服控制,实现天线阵列中单轴转台俯仰方向的运动控制,设计并实现了大型对数周期天线阵列伺服控制系统。系统的主控制单元通过CAN总线与天线阵列中各天线驱动控制单元通信。除主控制单元触摸屏外,PC上位机通过主控制单元配置扩展网络接口模块,可对天线阵列进行远程控制,无需专人值守;应急手持设备在主控制单元或CAN总线故障时,可单独控制天线阵列中任一天线运动。运行结果表明,本系统已在16个大型对数周期天线构成的阵列中使用,能单独控制某个天线、控制某几个(或所有)天线同时同向或异向转动,或通过角度设置使天线转动到确定的角度,位置精度达到0.1°,运行状态稳定良好,可靠性高。能够满足大型对数周期天线阵列的控制要求,可应用于大部分大型对数周期天线阵列,有较高的应用价值,能为大型天线阵列控制提供参考。     

采用功率倒置准则的分布式天线阵列信号合成方法

对于分布式天线系统，虽然传统迫零接收算法能够通过信道估计获得无线信道状态信息，从而取得分集增益，但对于相干信道，迫零方法因为无法准确估计信道而不再适用。为此，提出一种新方法，针对相干信道，利用功率倒置准则，并使用最小均方自适应滤波算法校正各个接收通道信号的相位差完成信号合成，最终获得阵列增益。该方法无需信道状态信息或者信号波达方向等先验信息，实现简单。计算机仿真证明了算法的有效性。