均匀圆阵

摘要： 针对轮换迭代算法在混合互耦误差和幅相误差条件下存在估计精度不高的问题,提出了一种改进非迭代多重信号分类(improved non-iterative multiple signal classification,INI-MUSIC)算法.改进算法利用误差系数在均匀圆阵下的特殊性质和矩阵向量转换定理,将幅相误差和互耦误差与波达方向(direction of arrival,DOA)估计角度分离,从而实现混合误差下的降维操作,进而通过重新构造代价谱峰函数对亏损的秩进行补偿,实现对DOA角度的估计和对误差系数的联合估计.此算法降低了混合误差条件下错误谱峰出现的概率,具有更好的二维DOA估计精度,工程应用价值更高.

摘要： 与其他布阵形式相比,均匀圆阵更符合无线电测向的工作需求。结合降低成本和算法复杂度的实际情况,本文选取了较少的阵元组成均匀圆阵,给出了不同阵元数短波信号的最大无模糊测向半径,分析了不同阵元数在相同半径下的测向精度,以及信噪比、快拍数对测向分辨力的影响,最后得出结论,以期为均匀圆阵的短波测向工作应用提供参考。

摘要： 为了解决传统波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法无法在强脉冲噪声环境下实现高精度估计的问题,提出了一种基于新型相关熵协方差矩阵(correntropy-based covariance matrix,CBCM)的二维DOA估计算法。该算法用新型相关熵协方差矩阵代替传统子空间算法中的自相关函数,将相关熵对脉冲噪声的抑制作用充分应用到了DOA估计领域,并结合旋转不变子空间算法(estimating signal parameter via rotational invariance techniques,ESPRIT)实现了在均匀圆阵下的二维角度估计。计算机仿真实验结果表明:所提算法能够精确估计出所给信源的方位角和仰角,与其他算法相比,能够在小信噪比、小快拍数、强冲击噪声环境下依然保持着高精度、低误差的优点。

摘要： 随着通信技术的不断发展,信号传输环境变得日益复杂。针对多径传播形成的高度相关和相干信号测向问题,提出了一种基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计方法。该方法利用均匀圆阵轴向虚拟平移解相干,通过去噪后利用虚拟子阵的自协方差矩阵和互协方差矩阵构造波达方向矩阵,利用该矩阵特征分解估计信号的俯仰角;然后将平滑后的自协方差矩阵与波束空间变换矩阵相乘,使圆阵的导向矢量具备范德蒙结构,最后用求根MUSIC算法估计出信号的方位角,完成了相干信号的二维DOA估计。该方法无需二维谱峰搜索,方位角和俯仰角自动配对,计算量小,分辨率高。仿真实验证明了所提方法的正确性。

摘要： 为解决均匀圆阵的相干信源波达方向估计问题,提出一种适用于均匀圆阵的虚拟均匀线阵主特征矢量分析算法.采用模式空间变换将均匀圆阵转换为虚拟均匀线阵,对其数据协方差矩阵进行处理以构造主特征矢量矩阵;引入加权最小二乘法,通过重复迭代得到子空间各元素之间的线性预测系数,从而求得相干信源的波达方向估计值.理论分析和仿真结果表明,该算法对相干信源具有较好的估计精度,且具备高分辨率和低复杂度的优点.

摘要： 混合源定位在无源雷达中发挥着重要作用.针对均匀圆阵下基于相位差方法的定位精度较低的问题,该文提出基于矩阵差分的远场和近场混合源定位方法.首先,利用二维多重信号(2-D MUSIC)分类方法估计出远场源的方位角和俯仰角;随后,利用协方差矩阵差分方法提取出近场源差分矩阵,通过改进的类旋转不变估计信号参数(ESPRIT-like)方法计算出近场源的方位角和俯仰角;进一步地,利用一维多重信号分类方法估计出近场源的距离;最后通过仿真实验对该文所提算法进行验证.该文所提算法在远场源和近场源角度相同的情况下能够有效地识别混合源,并且提高混合源参数估计精度.实验结果表明该算法在信噪比(SNR)为20 dB时,近场源的二维DOA估计误差接近0.01°,而近场源的距离误差接近0.1 m.

摘要： 文中在五元均匀圆阵干涉仪信号模型的基础上,提出了一种快速解模糊的方法,采用3组基线进行解模糊,利用阵元相位为特殊入射角选取合适的基线组,同时解决方位角180°的镜像模糊问题,实现对目标的无模糊测向,且该方法对于低频和高频信号均具有良好的适应性.仿真分析结果验证了该方法具有很好的测向精度及解模糊性能,为此类问题的工程实现提供了有价值的参考.

摘要： 传统的单快拍测向算法只适用于具有Vandermonde形式的阵列流型,均匀圆阵的阵列流型不具有Vandermonde矩阵结构,因此大部分基于线阵的伪协方差矩阵的构造方法无法直接适用于均匀圆阵.针对该问题,从侦察方的角度对波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法进行了研究,改进了伪协方差矩阵的构造方法,提出了 一种基于均匀圆阵的单快拍测向算法.通过与模式空间前后向平滑(mode forward-backward spatial smoothing,M ODE-FBSS)算法的对比仿真,验证了算法的有效性,证实了所提方法的性能优于M ODE-FBSS算法.

摘要： 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.

摘要： 针对传统窄带信号的DOA估计方法中存在分辨率低、不适用于低快拍以及阵元数较少的应用场合等问题,在分析了均匀圆阵模型以及目标空域稀疏特性后,结合改进平滑l0范数重构算法,提出了基于改进平滑l0范数的均匀圆阵DOA方法.该方法在利用稀疏矩阵处理阵列流形的基础上,通过选取组合函数作为近似估计l0范数的函数进行信号重构,提高收敛速度,并将其扩展到均匀圆阵DOA估计方法中,避免了特征分解和谱峰搜索过程,在保证估计分辨率的前提下,有效降低了计算量,减小天线的阵元数目.通过实验仿真,从而验证了该方法的可行性与有效性.

摘要： 均匀圆阵能够进行全方向观测,其方位角估计精度分布均匀,是水声定位与探测领域经常使用的一种基阵形式.文章讨论了二维圆阵的UCA-RB-MUSIC算法与UCA-ESPRIT算法,对二种算法的运算量、信噪比以及由阵元误差造成的定位精度的影响进行对比.从仿真结果可以看出:UCA-RB-MUSIC算法相比于UCA-ESPRIT算法,虽然其运算量远大于后者,但对信源方位的估计具有更高精度,对阵元误差也具有一定的鲁棒性.

摘要： MVDR(最小方差无畸变)波束形成算法是一种常用的高分辨算法,其波束形成的权值和功率输出结果有清晰的解析表达式,并且能够获得比传统波束形成高的分辨率。但是通常的关于MVDR波束形成算法的研究都是基于均匀线阵进行的,而在实际应用当中圆阵特别是均匀圆阵也是经常会被用到的。本文作者分析了MVDR波束形成算法应用于均匀线阵和均匀圆阵过程中的相似点和不同点,给出了均匀圆阵MVDR波束形成算法权值和功率输出的表达式。rn 通过研究表明MVDR波束形成算法的阵列敏感性不强,在均匀圆阵中可以得到很好的应用。最后给出了在实际应用中需要注意的几个问题。

摘要： 在实现无线定位的过程中,波达方向(DOA)估计是算法的核心,将DOA与到达时间(TOA)和到达时间差(TDOA)相结合都可以实现定位。本文基于第三代移动通信系统TD-SCDMA采用的8阵元均匀圆阵智能天线,介绍了基于圆阵阵列流形自身特点的空间平滑二维DOA估计方法,给出了一种基于内插阵列的一维DOA估计方法,该方法适用于相干信号,并给出了仿真结果。

摘要： 分析了8元均匀圆阵的空间衰落相关性以及其对MPSK调制信号MRC接收的误码率的影响,给出了8元均匀圆阵的相关性图。UCA的平均SER性能评估使用了已知的MPSK的SER公式,根据密度分布函数求出信噪比(SNR)对应的平均SER,并给出了MATLAB仿真.

摘要： 针对均匀微小孔径圆型阵列的宽带DoA估计信噪比低、分辨率低、多源估计不准确等问题,提出宽带信号平滑算法,其利用均匀圆阵的对称性,构造具有Hermitian对称特性的接收数据协方差矩阵,改进了微小孔径条件下的圆阵测向性能.蒙特卡罗仿真实验表明,该算法的DoA估计性能较传统的MUSIC算法更接近CRB界,证明该算法可以提高双源DoA估计在低信噪比和多源角度间距较小时的估计性能.上述结论在半消声室实验中得到了验证.

摘要： 多数波束形成算法采用包括幅度和相位的复加权。复数加权增加了系统的复杂度，并且假定环境不变，利用辅助训练数据对干扰记性统计估计。然而，对于捷变环境，基于单次快拍信息处理更合适。因此，本文介绍了在强干扰下检测已知信号的唯幅度自适应技术—直接数据域最小均方算法。

摘要： 本文从头盔式目标定位仪的实际工程应用出发，以环绕在刚性球上的均匀圆阵为阵列模型，分析了刚性球体对圆阵响应的影响，在球坐标系下对声场分解所得到的特征波束空间，利用Unitary Root-MUSIC算法实现了声源方位角估计.计算机仿真结果表明，该算法能较好地估计出空间多个声源的方位角，并且计算量小，估计精度高，具有解相关声源的能力.

摘要： 基于均匀圆阵和四阶累积量,本文提出了一种相干信号波达方向估计的新算法。首先,利用基于四阶累积量的VESPA算法和计算量较小的PRO-ESPRIT算法盲估计广义阵列响应矢量。然后,对广义阵列响应矢量进行模式空间变换,并利用改进的前后向线性预测方法估计出相干信号的到达角。该算法能在色噪声环境下,精确地估计出空间相干信号的到达角,并且无需平滑技术和谱峰搜索,具有计算量小,无阵列孔径损失的特点。计算机仿真结果验证了算法的有效性。

摘要： 圆阵是声纳系统中广泛应用的一种基阵形式,其在不同指向的波束比较均匀,便于在电路上实现延时补偿。通过对基元点发射波束时间延迟,实现最小方向角为5°的波束扫描。利用MATLAB仿真形成波束指向性曲线,并计算发射基元延迟时间。FPGA采用原理图和VHDL相结合的设计方式,既可节省FP-GA的逻辑单元数目,提高利用率,又可大大缩短开发周期。仿真结果表明圆阵设计方案是十分有效的,具有延迟精度高、指向性强的优点。

摘要： 本发明提出一种基于均匀圆阵的子阵重合的分裂波束定向方法，所述方法包括将M个阵元均匀布置在半径为R的圆周上，形成均匀圆形阵列、常规波束形成测向和子阵重合的分裂波束精确定向步骤，本发明在测向精度损失不大的条件下，能够解决传统分裂波束定向方法子阵列增益较低的问题，并取得了有益的效果。

摘要： 本发明提供的是一种基于均匀圆阵中心对称性的相干源方向估计方法。步骤一、对于UCA接收到的数据X(t)，求模式空间转换矩阵T，将数据X(t)乘以转换矩阵T得到模式空间数据Y(t)；步骤二、求共轭平均后的数据Z(t)；步骤三、求取重构的Hermitian Toeplitz矩阵RToe；步骤四、对RToe进行特征分解，利用Root‑MUSIC算法输出相干源DOA的估计结果。本发明的实现手段简单，计算量小；具有解相干能力强、DOA估计精度高和信噪比门限低的优点。仿真实验结果表明：本发明能够正确估计相干信源的DOA，分辨率高于MODEFBSS和MODETOEP；在低信噪比和小快拍数时有较强的解相干能力和较高的DOA估计精度。

摘要： 本发明提出一种基于均匀圆阵的子阵重合的分裂波束定向方法，所述方法包括将M个阵元均匀布置在半径为R的圆周上，形成均匀圆形阵列、常规波束形成测向和子阵重合的分裂波束精确定向步骤，本发明在测向精度损失不大的条件下，能够解决传统分裂波束定向方法子阵列增益较低的问题，并取得了有益的效果。

摘要： 本发明提供了一种均匀圆阵未知互耦条件下的非圆信号方位角估计方法，构造均匀圆阵的互耦系数矩阵，获得输出信号模型，求四阶累计量矩阵，对四阶累计量矩阵进行奇异值分解，求得信号子空间和噪声子空间；对导向矢量做矩阵‑向量变换，最终利用导向矢量和噪声子空间之间的正交性得出空间谱，对空间谱进行降秩分解操作，对空间谱中的方位角进行一维谱峰搜索，找出来波方向角，达到测向的目的。本发明采用矩阵降秩分解变换操作，降低了搜索维度，减少了运算复杂度，有利于工程实现，实时性高。

摘要： 本发明提供了一种基于五元均匀圆阵干涉仪的干扰源测向系统，包括五元均匀圆阵干涉仪模块、射频接收模块、信号处理模块和电源模块；其中五元均匀圆阵干涉仪模块包括5个全向性天线单元，均匀分布统一圆周上，用于接收干扰源信号，射频接收模块包括5个接收通道且每一接收通道与对应的与全向性天线单元信号连接，信号处理模块对前端接收的5个接收通道的信号进行变频、采样与处理。

摘要： 本申请涉及一种基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向方法。所述方法包括：通过微波光子鉴相器中的双平行马赫曾德尔调制器实现两路射频信号的光域干涉，通过光陷波滤波器对双平行马赫曾德尔调制器输出的光信号进行载波抑制，通过光功率计测量光陷波滤波器输出的光信号的光功率值，由信号处理单元得到两路信号的相位差测量值；在相关干涉仪测向模块以基于三角函数的相关函数最大化为目标，根据相位差的测量值确定来波信号的方向。本发明基于微波光子学和相关干涉仪测向技术将电域和光域结合起来实现微波信号的测向，系统能够实现0°～360°相位的精确测量，能够适应高频段、大带宽微波信号的测向，满足相关干涉仪测向系统的性能要求。

摘要： 本发明公开了一种均匀圆阵相关干涉仪测向方法及系统，方法包括以下步骤：接收被测信号，获取预先配置的测向阵元组合中各阵元的幅度信息向量，并根据幅度信息向量计算测向阵元组合中参考阵元之外的目标阵元与参考阵元的相对幅度，还根据幅度信息向量计算目标阵元与参考阵元的相位差信息；根据各相对幅度的值与预设区间的大小关系，判断是否存在遮挡阵元，若存在遮挡阵元，根据遮挡阵元对应的遮挡角度范围从相位差样本库中选取对应的第一相位差矢量，计算相位差信息与第一相位差矢量相关系数，相关系数的最大值对应的角度为被测信号的入射角。本发明能够准确判断均匀圆阵中各阵元相对于所接收的信号的遮挡情况，消除测向误差并且减小计算量。

摘要： 本发明公开了一种均匀圆阵相位干涉仪测向方法，包括接收信号并补偿各天线通道相位差异，根据基线组合计算相位差并结合模糊相位组合构造多组包含到达角度信息的复数，通过聚类法过滤聚类程度较低的复数元素并计算所有可能到达角，最后通过能量法获得信号到达角的估计值。本发明能够快速获得准确的估计到达角度，具有较低的复杂度。

摘要： 本发明属于电子侦察技术领域，涉及一种基于均匀圆阵的干涉仪测向方法。本发明提供了一种利用基于均匀圆阵的干涉仪测向方法，结合比幅法和比相法，利用均匀阵列能够提供全方位的方位角的特性和天线不同俯仰角的方向图差异性，通过查询数据库的方法，进行干涉仪测向，完成信号源的方向测量估计。本发明的有益效果为，本发明可以进行实现比相法测向的360°全向测向，并校正俯仰角引起的幅相偏移，从而有效提高测向精度，较准确估计信号的入射角信息，在高信噪比条件下可以较准确估计出俯仰角信息，方法简单，效果良好。

摘要： 本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于均匀圆阵的宽带雷达外辐射源信号定位方法：首先，利用LFM信号在分数阶傅里叶域的能量聚焦特性，提取阵列接收数据在分数阶傅里叶域的峰值输出，对宽带相干LFM信号进行窄带化处理；其次，对均匀圆阵进行轴向等距平移，利用单次平移和前后两次平移阵元接收数据构造空间平滑矩阵，实现宽带雷达外辐射源LFM信号解相干处理；最后，提取空间平滑矩阵大特征值对应的特征向量，获取相邻阵元接收数据的相位差，得到宽带雷达外辐射源LFM信号的二维角度参数估计；采用本发明提出的解相干方法后得到的辐射源角度位置的估计结果贴近真实值，算法能够有效解决均匀圆阵下宽带相干LFM信号的角度估计问题。