一种三维调制信号快速解调新方法

根据三维调制信号的特性,提出了一种新的三维调制信号的快速解调方法。该方法 基于MUSIC算法,首先利用单次快拍来建立阵列数据的协方差矩阵,然后根据调制信号的先 验信息对所得信号空间谱进行判决,来估计其极化辅角与极化相位角等信息,从而恢复出基 带信号。分析与仿真结果表明,所提方法不仅可以避免谱搜索,大大降低MUSIC方法的运 算量,而且适用于瞬时信号和快速运动信号的解调。     

一种修正的矢量奇异值分解DOA估计算法

在均匀线性阵列模型下,特征矢量奇异值分解算法能够对相干信号进行DOA估计, 但相干和不相关信号同时存在时,算法的估计会出现错误。针对这一问题,提出了一种修正 算法（MESVD）,该算法选取经过加权处理的特征向量来构造矩阵,并利用该矩阵进行子空 间估计。理论分析和数值仿真证明：修正后的算法能够正确估计相干、相关和不相 关信号, 估计性能与空间平滑算法（FBSS）相当。     

阵列误差下的波达方向估计

由于阵列误差的存在会降低波达角的估计精度,重点研究了迭代求解混合范数约束下的稀疏谱以提高估计精度。考虑一维线性阵列,首先建立了统一的优化函数,高精度地估计信号子空间;然后推导了误差矩阵向量化的方法,简化求解耦合误差和幅相误差的过程;最后推导了Khatri-Rao积下的扩展正交导向矢量,根据优化函数迭代求解空间谱估计。对比不同方法估计参数的均方根误差表明,通过设计优化函数迭代求解阵列误差、波达角等参数的精度较之现有方法有一定的提高。     

一种基于矩阵三对角化分解的DOA估计算法

针对DOA（Direction of Arrival）估计在低信噪比的情况下估计性能下降的问题, 根据阵列协方差矩阵共轭对称的特点,采用基于Givens变换的三对角化分解方法对协方 差矩阵进行三对角化,同时利用盖氏(Gerschgorin)圆递推方法准确估计信号子空间的秩, 然后再对三对角 矩阵进行对角化,估计出噪声子空间,利用噪声子空间与导向矢量正交实现波达方向估计, 改善了低信噪比背景下估计的误差性能和稳健性。计算机仿真证明了算法的有效性 。     

Khatri-Rao积变换下的离格信号DOA估计

当存在离格信号时,基于稀疏表示的波达角（DOA）估计算法性能损失严重。为解决这个问题,在对接收数据协方差矩阵进行Khatri-Rao积变换的基础上,推导了离格信号网格偏离量与紧邻信号原子系数之间的关系,提出了一种单一离格信号DOA估计方法。为提高对邻近离格信号DOA的估计性能,利用矩阵的广义逆性质提出了基于多原子系数的联合估计方法。仿真实验表明,单一离格信号DOA估计方法在低信噪比下有较好的性能,联合估计方法在高信噪比条件下对邻近离格信号DOA有较高的估计精度,同时所提算法估计性能几乎不受网格划分间距的影响,可以通过增大网格间距降低算法运算量。相关研究对阵列天线DOA估计具有一定的参考价值。     

用于正弦波频率估计的修正Kay算法

Kay算法能够估计出采样点较少的正弦波频率，但低信噪比下估计性能不佳。针对此问题，提出了修正Kay算法。首先基于最大似然估计准则，推导了观测信号模值与相位的条件概率密度函数，进而重建了Kay算法的相位差噪声矢量协方差矩阵与权值矩阵。实验结果表明，修正算法能够有效估计正弦波信号频率，与Kay算法相比，抗噪性更强。     

基于时频子空间的多分量宽带调频信号DOA估计

为在复杂电磁环境下实现对多分量宽带线性调频信号的到达角(DOA)估计,研究了基于时频 子空间的到达角估计算法,对阵列接收信号通过二维时频掩膜滤波逐一提取各信源的时频自 项,建立了空时频矩阵,运用子空间技术得到各信源的到达角估计,并与宽带聚汇算法比较 ,进行了仿真实验。仿真结果表明,由于充分利用了多分量线性调频信号的时频信息,在低 信噪比条件下,宽带时频子空间方法比宽带聚汇算法具有更高的DOA估计的分辨率和估计精 度。     

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。     

基于开关扩展卡尔曼滤波的姿态估计

针对低成本动中通系统中的姿态估计问题,提出一种开关扩展卡尔曼滤波算法。以 无航向角的姿态更新算法为基础,根据微机械陀螺和加速度计分别建立系统状态方程和测量 方程。针对机动加速度的影响,设计了三维开关扩展卡尔曼滤波方程,对载体姿态角和陀螺 零偏进行实时估计。实验结果表明,该算法能够准确估计载体姿态和陀螺零偏,姿态角估计 误差小于0.5°,俯仰角和横滚角估计误差的方差分别为0.130 1°和0.140 5°, 两轴陀螺零偏误差均值均小于(2×10-4) °/s,能够满足动中通的应用要求。     

主动雷达与惯导设备安装夹角的标校

针对主动雷达与惯导设备安装夹角引起的测角误差问题，提出了一种高效、高精度的标校方法。采用差分全球定位系统(Global Positioning System,GPS)分别测量目标和雷达在大地坐标系中的位置信息，并转换到目标地理坐标系中；同时通过雷达和惯导测量的雷达坐标系下的目标角度、距离信息，建立目标地理坐标系和雷达坐标系的转换方程，计算出雷达和惯导在目标地理坐标系下的安装夹角。性能分析和仿真结果表明，在确保差分GPS坐标、惯导输出姿态角和雷达测量角精度的条件下，所提方法能有效和高精度的测量出安装夹角。该方法通过了外场试验标定和机载试验验证，可推广到车载或机载雷达与惯导设备的安装夹角标校中。     

“北斗”信号重构的导向矢量实时校正

针对导航应用中阵列天线导向矢量误差导致波束合成器性能恶化甚至失效的问题,提出了一种“北斗”信号重构的导向矢量实时校正算法。该算法利用重构的本地“北斗”参考信号与阵列天线接收信号进行相关解扩处理,然后利用信号子空间与信号正交补空间正交的特性,构造代价函数对各卫星方向的阵列导向矢量进行校正。仿真结果表明,经过校正的导向矢量相位误差从-100°~100°降低到-10°~10°范围内,幅度误差从-10~10 dB降低到-4~2 dB范围内;另外,导向矢量校正后,卫星信号波达方向估计误差在0.2°以内,估计精度大大提高。     

采用降秩多级维纳滤波器的二维DOA估计快速算法

针对双平行线阵的二维波达方向（DOA）估计问题,为有效降低计算复杂度,提出了一种基于降秩多级维纳滤波器（MSWF）的快速算法。首先利用MSWF的前向递推实现信号子空间的快速估计,无需估计协方差矩阵和特征分解;然后,通过MUSIC算法对方位角和俯仰角的估计进行分维估计,使二维DOA估计退化为两个一维DOA估计问题,且方位角和俯仰角自动配对,进一步降低了运算量。仿真结果表明,该方法的估计精度优于同样基于双平行线阵提出的波达方向矩阵法（DOAM）,俯仰角兼并时同样适用,计算复杂度低,适用于实时性要求高的应用背景。     

一种利用均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法

针对现有均匀圆阵的近场源三维参数估计算法运算量大的缺点，提出了一种基于均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法。该算法利用均匀圆阵对称特性将阵列导向矢量进行酉变换和对角化分离处理，消除距离参数，把三维搜索问题化简为二维搜索问题，同时把复值方向矢量转化为实值方向矢量。计算机仿真结果显示,所提算法估计性能优于相关序列降维估计方法，与三维多重信号分类算法性能相当，且通过矩阵分离降维和实值化处理，减少了运算量，有利于工程实时处理。     

未知衰落信道中MPSK信号的非数据辅助载波频率估计方法

未知衰落信道中的MPSK信号的非数据辅助载波频率估计是通信参数估计中的复杂问 题,目前尚缺乏有效的针对性研究成果。针对该问题,提出采用先补偿信道影响,再去调制 , 然后进行非衰落信道单频信号频率估计的方法。该方法比进行频率和信道冲激响应联合估计 的方法简洁和高效,而且解决了联合估计中难以有效去调制的问题。通过和非衰落信道的频 率估计结果对比,表明其估计性能的下降小于3dB,能很好地满足应用需要。     

几种自适应波束形成方法的对比

波束形成在无线通信、雷达、声呐等阵列系统中具有广泛应用。数字波束形成通常是基于接收信号的阵列响应和协方差矩阵的估计设计。由于天线增益、相位、波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)和协方差矩阵估计的误差会导致导向矢量(Steering Vector,SV)产生模型失配,而这种模型失配会导致波束形成性能的下降。针对以上问题,给出了基于精度矩阵收缩估计的方法,采用了线性脊估计结构且用数据驱动和留一交叉验证来选择参数。通过Matlab仿真,研究了当存在模型不确定性时,基于精度矩阵收缩估计的方法以及基于协方差矩阵收缩估计和干扰加噪声协方差矩阵重构等方法的鲁棒性。结果显示,当存在模型失配时,基于精度矩阵收缩的波束形成方法在低信噪比时具有更优的鲁棒性。     

JTIDS信号阵列高分辨测向仿真

提出了一种对JTIDS信号的高精度测向方法。首先详细分析了JTI DS信号的传输特点,利用Matlab生成的JTIDS信号,然后依据空间谱估计中MUSIC测向算法的 特点,将接收到的JTIDS信号按照脉冲分段,对单个脉冲所携带的数据进行处理,最后通过 仿真得到不同信噪比环境下多个JTIDS信号方位角和俯仰角的估计精度,验证了该方法的有 效性。     

地空衰落信道下JTIDS信号信噪比盲估计

针对地空衰落信道下联合战术信息分发系统（JTIDS）信号信噪比的估计问题，提出了一种适用于单脉冲和双脉冲时隙结构JTIDS信号的接收信噪比盲估计方法。首先，利用信道实时最大时延粗估计值确定无符号间干扰的数据区间；其次，基于JTIDS信号脉冲时隙结构中静默时间的保护间隔特性估计噪声功率；最后，根据选定区间数据的自相关函数估计接收信号的信号功率，从而估计出接收链路的信噪比。仿真实验结果表明，取单时隙样本长度时，在巡航、起降两种空中平台状态下，提出估计方法在较宽信噪比范围内具有良好的均方误差估计性能，可满足JTIDS系统的信噪比估计需求。     

拥挤干扰环境下的一种多载波扩频信号接收波束成形方法

针对拥挤干扰环境中的多载波扩频通信系统,提出了一种基于期望信号波达方向估计和干扰功率空间谱分析的波束成形方法。该方法首先利用多载波扩频调制信号的频率分集特性估计期望信号的波达方向,然后利用空间谱分析估计干扰信号的空间功率分布,在此基础上完成波束成形。该方法能够在拥挤强干扰环境下精确估计信号的波达方向,从而保证了干扰信号空间谱估计的有效性。仿真结果表明,即使干扰信号的功率显著强于期望信号,本算法仍然能够精确地估计出期望信号的波达方向,从而保证算法的有效性。     

侦察参数精度对机载SAR假目标干扰的影响

针对实施机载合成孔径雷达(SAR)假目标欺骗干扰所需引导参数存在测量误差的问题,首先,分析了假目标欺骗干扰调制信号模型,并给出了干扰信号所需侦察参数;然后,分析了机载平台与信号参数误差对假目标的位置、幅度及分辨率的影响,指出了假目标在SAR图像中的“折叠”现象,并分析了产生原因;最后,对参数误差的影响进行了定量仿真分析。理论分析与仿真结果表明,SAR的定位误差与假目标的成像位置偏移量大致呈线性关系。当速度误差为2%、方位向定位误差为100 m时,假目标的方位向分辨率降低约1倍。