均匀圆阵的测向模糊研究

在高分辨阵列测向系统中,均匀圆阵(UCA)是一种广泛使用的阵列结构。利用均匀圆阵的阵列流形的微分几何作为分析工具,对实际中常用的几种均匀圆阵的测向模糊进行了大量的计算机仿真试验,定量地给出了这些阵列的测向模糊方向和相应的秩,揭示了均匀圆阵的测向模糊性能与其阵元数和孔径之间的关系,得出了一些有实际意义的结论。这对工程应用时均匀圆阵的选择和构造具有很强的参考价值和指导意义,可以避免系统设计的盲目性和随意性。     

阵列天线因随机振动引起的测向误差分析及校准

针对阵列天线受舰船甲板低频机械随机振动引发振子位移变化导致的测向误差问题,建立了天线振子随机振动误差模型,仿真分析了天线阵列3个轴向随机振动模式对测角接收信号的影响,提出了一种基于多个接收机在不同位置同时测量的测角误差校正方法。该方法采用最小二乘法得到多个误差校准矢量,通过调用天线波束指向扇区内校准矢量的方法进行误差补偿,解决了低频随机振动模式下阵列天线测角误差的校准问题。该方法已应用到舰载微波着舰引导系统数据解算中。     

非规则几何结构平面阵列的DOA估计性能

由于受实际环境的限制,天线阵的布设受到一定的约束,而实际测向环境限制了天线 阵列的阵列结构,阵列结构是否合理将直接影响测向的精度。针对特定环境对阵列结构的特 殊要求及二维测向的实际问题,建立了非规则几何结构阵列进行二维测向的数学模型,研究 了基于MUSIC算法的非规则几何结构阵列的二维测向问题,对非规则结构阵列的阵列结构对 测向模糊性的影响进行了分析,以矩形平面阵列和任意形平面阵列为例,对两种阵列的测向 性能进行了仿真比较,结果证明,提出的数学模型对非规则结构平面阵列的研究具有有 效性,可广泛应用于任意平面空间的二维测向。     

多级维纳滤波测向算法的参考信号优化方法

多级维纳滤波（MSWF）利用接收数据矩阵的正交分解,代替了传统MUSIC算法对协方差矩阵 的特征分解,降低了运算量。为有效提高算法性能,对参考信号的取值进行了研究,发现方 向矩阵的取值对其有很大影响。在参考信号取值结构为阵元接收数据的基础上提出参考信号 取值公式,指出了文中条件下参考信号的最优取值。仿真结果表明,在相同条件下该优化方 法比其他算法有更好的性能,对于提高算法精度具有重要意义。     

数字化宽带测向系统中天线阵列基线设计

为了进一步提高干涉仪的测向精度,增强对宽带信号的适应能力和扩展系统的工作频 率范围,论述了在工作频率范围和测向精度约 束下如何设置天线阵列基线的问题,得到了系统测向不模糊的条件和测向角的最优线性无偏 估计（BLUE）解。仿真实例表明,该结论正确,并可以指导数字化宽带测向系统整体设计和 优化。     

天线回转中心偏离阵列球心对测向的影响

在微波暗室内进行射频仿真试验时,必须保证被试装备天线回转 中心和天线阵列的球心重合,否则就会引起测向误差,从而影响对被试装备性能的科学评估 。分析了对心不准对装备测向测试结果的影响,建立了测向误差的分析模型,并且结合实例 详细分析了偏心距离和测向误差的关系。相关分析模型和结论可以作为对心设备建设中对对 心精度的指标论证的依据,也可以为仿真试验战情的设计提供科学的借鉴。     

平面六边形稀疏阵列天线的优化

针对标准的差分进化算法只能处理连续空间的优化问题,提出了一种基于取整策略的差分进化算法。该方法只需要对优化变量进行四舍五入取整,就能够把标准差分进化算法用于稀疏阵列天线方向图优化。将取整策略的差分进化算法应用到六边形平面稀疏天线阵的布阵设计。为了计算六边形阵列天线的方向图,提出在口径中添加虚拟单元的计算模型,把六边形阵列转化为可以实现二维快速傅里叶变换的矩形阵列。以改善阵列峰值副瓣电平为目的进行仿真试验,结果表明,优化后的稀疏天线阵峰值旁瓣电平与采用遗传算法相比改善了4.5~5.1 dB,且具有计算速度快、稳定性好的优点。     

一种基于阵列天线的时延估计方法

本文主要讨论了无线通信中多径信号的时延估计问题，针对阵列天线，基于非线性最小二乘准则，我们提出了一种有效的时延估计方法，仿真结果表明该算法有较好的性能。     

基于迭代FFT算法的平面稀疏阵列优化方法

提出了一种基于迭代FFT算法的优化方法来实现平面稀疏阵列的峰值旁瓣电平优化 ,并给出了详细的优化步骤。在给定的旁瓣约束条件下,利用阵列因子与阵元激励之间存在 的傅里叶变换关系,对不同的初始随机阵元激励分别进行迭代循环,就可以降低稀疏阵列的 旁瓣电平。在迭代过程中,根据稀疏率将阵元激励按幅度大小置1置0来完成阵列稀疏。仿真 实验证明了该方法的高效性和稳健性。     

分布式嵌套阵列及其DOA估计

提出了一种分布式嵌套阵列天线结构,由两个相互独立的四级嵌套子阵构成。两个子阵间存在一个基线长度,且满足一定条件。对该阵列天线接收到的信号进行高阶累积量和Khatri-Rao积运算可以得到三个完全相同的均匀直线阵列天线结构。针对新得到的阵列天线结构,使用基于空间平滑技术的双尺度酉旋转不变子空间（ESPRIT）波达方向（DOA）估计算法对信号进行DOA估计。该方法可以有效地提高阵列天线的自由度,进而达到提高估计精度的目地。仿真结果证明了基于所提出阵列天线结构的DOA估计方法的有效性。     

一种优化非均匀阵列天线测向性能的方法

本论文给出了一种新的优化非均匀天线阵列阵元排布的方法阵元微调法。非均匀阵列天线具有许多均匀阵列天线不具备的优点,可以在节省设备量的同时增加天线孔径,但是利用非均匀阵列天线测向时也容易产生估计模糊。解决非均匀阵列天线估计模糊问题的途径之一就是调整天线阵列的排布。计算机仿真证实,经过微调法优化的非均匀阵列的测向性能有很大改善。     

一种基于天线阵转动的旁瓣切除技术

分析了干涉仪阵天线的主旁瓣特性,提出了一种利用天线转动来切除旁瓣的新方法,从而在不增加单独全向天线条件下,有效地解决了天线阵旁瓣切除的问题.实验室测试结果证明了这种方法的有效性.     

采用近邻粒子群算法设计非规则曲面微带共形阵

采用近邻粒子群算法设计了一个安装于非规则曲面上的微带共形阵。通过测量安装于非规则曲面上的天线单元的方法，将载体对共形阵的影响计入天线设计中。采用近邻粒子群算法对单元进行了优化，根据优化结果制作了微带共形阵，给出了非规则微带共形阵的驻波曲线和远场方向图。实验结果表明，近邻粒子群算法能够有效地对复杂曲面上安装的共形阵进行设计。     

基于GPS／INS与天线阵列的导航系统抗干扰设计与分析

详细分析了GPS/INS紧耦合模型的结构和数学模型,给出了相应的EKF算法。分析了单级MVDR(Minimun Variance Distortionless Response)波束形成技术的缺陷,建立了多级MVDR波束形成技术的设计模型。在此基础上,给出了基于GPS/INS与天线阵列相结合的导航系统抗干扰设计模型。最后对该系统的输出载波噪声比和位置误差进行了仿真分析,结果表明,单级波束形成技术由于受到自由度的限制,在多干扰存在情况下产生较大的距离误差,而多级波束形成技术可以有效抑制多干扰信号存在的影响,保证导航系统的可靠工作。     

采用非线性最小二乘法实现双频圆形天线阵的方向图综合

研究了20GHz和30GHz双频段圆环阵列天线的方向图综合方法。采用了非线性最小二乘法对影响天线方向图的诸多参数，如单元的幅度和相位、单元间距以及单元在阵中的位置进行优化设计，以使双频段阵列方向图在最小二乘意义上逼近预先给定的理想方向图。仿真结果表明该方法可行、有效。     

基于阵列天线的无线电侦察信号盲分离

盲源分离技术有非常重要的理论意义和实用价值，在信号处理的一些领域得到了广泛应用。提出将盲源分离技术用于无线电侦察系统，实现无线电侦察多信号的盲分离。理论分析和仿真结果表明具有良好的效果。     

移动通信带状网中智能天线的设计

针对移动通信中带状网内信号空间分布不同于蜂窝网内信号空间分布的特点，提出了一种新的均匀线阵的设计准则。此准则突破了传统的均匀线阵的阵元间距一般不超过信号的载波波长一半的限制，根据信号空间角度的分布来设计阵元间距。理论和仿真都证明了以此准则设计的均匀线阵与相同阵元数目且阵元间距为载波波长一半的均匀线阵相比，在避免了空间角度模糊问题出现的同时可有效地提高阵列的空间谱分辨能力。