阵列流形向量映射的虚拟稀疏阵测向方法

1

作者 王振波 井中武 +1 位作者 张昊楠 刘恺忻 《应用科技》 CAS 2024年第5期47-52,共6页

方位估计技术用于获得空间中的目标方位,阵列自由度表征阵列最多可分辨的目标个数,增加阵列自由度是方位估计的关键技术。稀疏阵的差分阵列可以实现利用较少的阵元个数,分辨更多的目标个数。但是为了降低稀疏阵的方位估计技术的难度,只... 方位估计技术用于获得空间中的目标方位,阵列自由度表征阵列最多可分辨的目标个数,增加阵列自由度是方位估计的关键技术。稀疏阵的差分阵列可以实现利用较少的阵元个数,分辨更多的目标个数。但是为了降低稀疏阵的方位估计技术的难度,只选取稀疏阵差分阵列中最大连续的均匀直线阵进行方位估计,造成了阵元信息的浪费,且经常无法有效提高阵列自由度。为了进一步提高自由度,本文提出一种阵列流形向量映射的虚拟稀疏阵方位估计方法,利用虚拟阵列技术,在实际稀疏阵中增加虚拟阵元,使得虚拟稀疏阵差分阵列的最大连续均匀直线阵具有更多阵元,从而增加阵列自由度,理论分析与仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 稀疏阵 阵列自由度 虚拟阵列 阵列流形向量映射 阵列信号处理 波达方向估计 内插变换方法 目标测向

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声纳浮标四臂阵阵列流形矢量的形式研究

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作者 李昶 王英民 郑琨 《机电工程技术》 2024年第10期148-151,共4页

当前国际上应用较为广泛的一类扩展阵形结构的声呐浮标,布放后的阵形一般为平面多臂形,从几何上均可视为多层圆阵或多边形阵,对于这两种不同的几何拆分结果,其阵列流形矢量也可以有多种表达方式。文中以声纳浮标四臂阵为例,对其阵列流... 当前国际上应用较为广泛的一类扩展阵形结构的声呐浮标,布放后的阵形一般为平面多臂形,从几何上均可视为多层圆阵或多边形阵,对于这两种不同的几何拆分结果,其阵列流形矢量也可以有多种表达方式。文中以声纳浮标四臂阵为例,对其阵列流形矢量的数学表达形式展开研究,总结出2种不同的表达形式,这两种形式分别基于多边形阵和多层圆阵构造而成,分别适用于定向多波束形成的节能工作模式和即时调整阵元数臂数的仿真试验。针对两种不同的阵列流形矢量形式,文中给出了其静态波束图、MVDR波束形成图和二维窗函数波束形成图,多种波束形成仿真的结果表明,两种阵列流形矢量表达形式得到的静态方向图完全一致,并且能够在各自的适用范围,提高对浮标接收信号的处理效率。 展开更多

关键词 声纳浮标 阵列流形矢量 波束形成 静态方向图

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共形天线阵列流形的建模方法 被引量：41

3

作者 王布宏 郭英 +1 位作者 王永良 齐子森 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期481-484,共4页

共形天线阵列流形的数学建模是共形阵列天线信号处理的前提和基础.由于载体曲率和单元方向图指向的差异,在共形天线阵列流形的建模中,我们遇到的突出难题是如何实现单元极化方向图在阵列全局坐标系中的有效建模.首先利用三次欧拉旋转变... 共形天线阵列流形的数学建模是共形阵列天线信号处理的前提和基础.由于载体曲率和单元方向图指向的差异,在共形天线阵列流形的建模中,我们遇到的突出难题是如何实现单元极化方向图在阵列全局坐标系中的有效建模.首先利用三次欧拉旋转变换构造了任意三维几何载体共形天线全局直角坐标系到单元局部直角坐标系旋转变换的统一框架,并以此为基础,实现了共形天线全局极坐标系到局部极坐标系的空间旋转变换和单元极化方向图的全局旋转变换.最后,通过柱面共形阵列天线固有的遮蔽效应进一步验证了单元方向图旋转变换的正确性. 展开更多

关键词 共形天线 阵列天线 阵列流形 欧拉旋转

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采用时-空阵列流形的ESPRIT算法——联合角度-频率估计 被引量：2

4

作者 易辉跃 周希朗 刘建斌 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期633-636,645,共5页

考虑入射到天线阵上多个窄带信号源的角度和频率同时估计问题.虽然常规ESPRIT算法是一种快速的一维高分辨率方向估计算法,但不能直接用于信号频率和角度的同时估计.通过构造一种特殊阵列结构,引出时-空阵列流形概念,利用该流形,将ESPRI... 考虑入射到天线阵上多个窄带信号源的角度和频率同时估计问题.虽然常规ESPRIT算法是一种快速的一维高分辨率方向估计算法,但不能直接用于信号频率和角度的同时估计.通过构造一种特殊阵列结构,引出时-空阵列流形概念,利用该流形,将ESPRIT算法扩展到时-空二维情形,提出采用时-空阵列流形的联合角度-频率估计算法.该算法不仅给出自动配对的角度-频率估计值,而且其性能随着抽头延迟线数的增加而提高.仿真计算表明,该算法不仅具有很高的分辨率和精度,而且在低信噪比条件下,其性能优于其他现有的方法. 展开更多

关键词 阵列信号处理 时-空阵列流形 联合角度一频率估计 联合对角化 奇异值分解

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带障板水听器基阵阵列流形的边界元计算及验证 被引量：2

5

作者 蒋伟 杨益新 马远良 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第3期357-361,共5页

建立一种复杂结构水听器基阵阵列流形计算模型。该模型运用声场计算的边界元方法,通过计算任意散射体表面声场分布,求出基阵阵元位置处声场响应,进而得到基阵阵列流形;基于该阵列流形,运用波束设计方法求出阵元权值,分别利用实测和理论... 建立一种复杂结构水听器基阵阵列流形计算模型。该模型运用声场计算的边界元方法,通过计算任意散射体表面声场分布,求出基阵阵元位置处声场响应,进而得到基阵阵列流形;基于该阵列流形,运用波束设计方法求出阵元权值,分别利用实测和理论阵列流形得到基阵实测波束以及理论波束。针对安装在半球形硬质铝壳体上的圆弧阵进行的水池实验,实验结果表明实测阵列流形和基于边界元方法的计算结果基本吻合,实测波束和理论波束相差不大,并且性能均优于按无指向性点接收器经相位补偿后相加所得到的波束。 展开更多

关键词 阵列流形 边界元法 散射声场计算

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实测宽带阵列流形快速获取方法 被引量：2

6

作者 郭涛 吴亚军 《鱼雷技术》 2011年第4期268-270,306,共4页

针对传统阵列流形获取方法在宽带阵列流形获取中测试时间长和信号处理复杂的缺点,提出了基于快速傅里叶变换(FFT)的实测宽带阵列流形的快速获取技术,该技术结合实际水下声接收基阵,由测量数据得到实测阵列流形,进而利用此实测阵列流形... 针对传统阵列流形获取方法在宽带阵列流形获取中测试时间长和信号处理复杂的缺点,提出了基于快速傅里叶变换(FFT)的实测宽带阵列流形的快速获取技术,该技术结合实际水下声接收基阵,由测量数据得到实测阵列流形,进而利用此实测阵列流形进行波束形成,并通过仿真数据和实测数据对比研究了该方法的可行性和有效性。与传统实测阵列流形的获取方法相比,该方法具有测量快速、运算简单等特点。试验结果表明,该方法对于宽带声学基阵的波束优化和实测流形具有重要的工程应用价值。 展开更多

关键词 宽带阵列 声学基阵 快速傅立叶变换 信号处理 波束优化 阵列流形

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存在近场辐射源情况下的阵列流形建模及分辨性能分析

7

作者 宋嘉奇 王露 王珏 《现代导航》 2021年第1期60-66,共7页

当辐射源位于天线阵列的近场区域时,信号波阵面在天线阵列的孔径渡越无法忽略,此时电磁波信号到达阵列的波前需要用球面波模型进行描述。本文针对这种情况,研究了传感器阵列的一项固有属性——近场阵列流形,首先构建了任意N元阵列的近... 当辐射源位于天线阵列的近场区域时,信号波阵面在天线阵列的孔径渡越无法忽略,此时电磁波信号到达阵列的波前需要用球面波模型进行描述。本文针对这种情况,研究了传感器阵列的一项固有属性——近场阵列流形,首先构建了任意N元阵列的近场阵列流形数学模型,其次利用微分几何对近场阵列流形的局部特性进行了分析,推导出了近场阵列流形弧长和一阶曲率的数学表达式,并利用这两种局部特性参数分析了近场辐射源参数估计的精度及分辨性能。 展开更多

关键词 近场阵列流形 球面波模型 微分几何 克拉美罗界

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任意阵列流形在无线电测向中的应用可行性初探

8

作者 刘蓉 唱亮 《中国无线电》 2017年第12期50-51,共2页

针对在建站选址中所面临的无法进行传统阵列流形布阵的问题,本文针对任意三维阵列流形这一最普适的情况进行建模,并给出了相应的MUSIC测向算法,通过仿真实验验证了算法的正确性。该项工作可为非理想场地下非标准阵列测向系统建设提供有... 针对在建站选址中所面临的无法进行传统阵列流形布阵的问题,本文针对任意三维阵列流形这一最普适的情况进行建模,并给出了相应的MUSIC测向算法,通过仿真实验验证了算法的正确性。该项工作可为非理想场地下非标准阵列测向系统建设提供有益的技术依据。 展开更多

关键词 阵列流形 MUSIC 无线电测向

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抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束优化设计

9

作者 董鹏飞 《舰船电子工程》 2019年第11期213-216,共4页

文章研究了水听器阵稳健的波束优化方法。分析了阵列流形误差对波束形成器性能的影响,设计了两种抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成方法:L1范数准则法(L1方法)和L2范数准则法(L2方法)。在不同阵元位置误差的情况下,对这两种方法进行... 文章研究了水听器阵稳健的波束优化方法。分析了阵列流形误差对波束形成器性能的影响,设计了两种抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成方法:L1范数准则法(L1方法)和L2范数准则法(L2方法)。在不同阵元位置误差的情况下,对这两种方法进行了仿真分析。对比理想最低旁瓣(SCOP)波束优化设计方法,L1方法和L2方法具有较好的稳健性,验证了抗阵列流形误差的稳健低旁瓣波束形成方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 抗阵列流形误差 低旁瓣 波束优化 稳健性

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水听器基阵障板影响和阵列流形的边界元计算及实验验证 被引量：2

10

作者 杨博 孙超 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第22期3441-3448,共8页

在考虑障板对水听器基阵影响的基础上,提出阵列流形获取的新方法,即阵列流形的边界元计算方法.首先将基阵障板视为一个散射体,然后通过计算散射体表面声场分布,求出基阵阵元位置处的声场响应,最后得到整个基阵的阵列流形.该方法可以获... 在考虑障板对水听器基阵影响的基础上,提出阵列流形获取的新方法,即阵列流形的边界元计算方法.首先将基阵障板视为一个散射体,然后通过计算散射体表面声场分布,求出基阵阵元位置处的声场响应,最后得到整个基阵的阵列流形.该方法可以获得与实验测量相吻合的阵列流形,避免了理想阵列模型失配的问题.对安装在半球形障板上的14元圆弧阵进行了仿真计算,并在消声水池进行了实验验证.仿真计算与实验结果表明,由于障板对水听器基阵的影响,阵元具有很强的指向性,导致理想阵列流形与实测阵列流形差异很大,利用本文方法可以获得与实测值相吻合的阵列流形. 展开更多

关键词 阵列流形 边界元方法 基阵障板 散射声场计算

原文传递

大间距均匀阵列抗模糊DOA估计实验研究

11

作者 杨浩 杨鹏 《实验科学与技术》 2024年第2期21-25,共5页

在波达方向(DOA)估计中,当接收天线阵列的单元间距大于入射信号载波的半波长时,会出现阵列流形模糊,这对分辨真实的信号DOA带来了挑战。该文基于子阵级大间距均匀双线极化阵列,提出通过随机改变每个子阵中某个单元的极化状态,使不同子... 在波达方向(DOA)估计中,当接收天线阵列的单元间距大于入射信号载波的半波长时,会出现阵列流形模糊,这对分辨真实的信号DOA带来了挑战。该文基于子阵级大间距均匀双线极化阵列,提出通过随机改变每个子阵中某个单元的极化状态,使不同子阵对应的导向矢量相互独立,从而打破大间距均匀阵列下导向矢量间的线性关系,并抑制阵列流形模糊。仿真和实验结果表明,该方法可有效去除多重信号分类(MUSIC)算法空间谱中的伪峰,实现高精度DOA估计。 展开更多

关键词 DOA估计 阵列流形模糊 均匀阵列 极化 MUSIC算法 伪峰

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基于离散阵列流形的宽带聚焦方法

12

作者 王珺琳 卞红雨 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期45-48,共4页

针对相干信号子空间方法须要角度预估的缺陷,提出了一种无须角度预估的宽带聚焦方法.将最小二乘原理应用到矩阵运算中,用离散化的角度构造非奇异的阵列流形矩阵,从而求得聚焦矩阵,不仅无须角度预估,而且避免了阵列流形内插法中贝塞尔函... 针对相干信号子空间方法须要角度预估的缺陷,提出了一种无须角度预估的宽带聚焦方法.将最小二乘原理应用到矩阵运算中,用离散化的角度构造非奇异的阵列流形矩阵,从而求得聚焦矩阵,不仅无须角度预估,而且避免了阵列流形内插法中贝塞尔函数的计算,有效地降低了运算复杂度.计算机仿真了均匀线列阵下提出方法的方位估计性能,结果表明本方法比阵列流形内插法具有更好的方位估计性能和更短的运算时间. 展开更多

关键词 信号处理 阵列处理 方位估计 聚焦 宽带相干源 阵列流形 内插方法

原文传递

阵列天线间互耦系数的单辅助源估计 被引量：7

13

作者 高火涛 柯亨玉 +1 位作者 侯杰昌 杨子杰 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期550-553,共4页

根据子空间基本理论 ,研究了一种利用单辅助源估计阵列单元间互耦系数的方法 .文中对其原理进行了分析 。

关键词 信号子空间 单辅助源 互耦系数估计 阵列天线 阵列流形 DBF技术

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阵列模型误差影响下ESPRIT算法的二阶性能分析 被引量：5

14

作者 王鼎 姚晖 吴瑛 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2133-2139,共7页

针对阵列模型误差扰动的影响,该文对ESPRIT算法的方位估计性能进行二阶性能分析(即忽略模型误差扰动量的三次及以上各项).与经典分析方法(即一阶分析方法)相比,文中的性能分析方法能够在模型误差扰动较大的情况下提高性能预测精度.此外... 针对阵列模型误差扰动的影响,该文对ESPRIT算法的方位估计性能进行二阶性能分析(即忽略模型误差扰动量的三次及以上各项).与经典分析方法(即一阶分析方法)相比,文中的性能分析方法能够在模型误差扰动较大的情况下提高性能预测精度.此外,文中的理论推导不仅针对阵列流形失配的情况,还针对阵元噪声模型失配的情形.数值实验表明:在较大模型误差的条件下,文中的二阶性能分析方法能够提高对ESPRIT算法的性能预测精度. 展开更多

关键词 ESPRIT算法 模型误差 二阶性能分析 阵列流形失配 噪声模型失配

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一种基于最小流形长度的高精度线阵设计 被引量：6

15

作者 刘洪盛 肖先赐 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期462-466,共5页

传统上以阵列孔径来比较各种线阵的测向性能,但这一指标没有考虑到阵元数目及阵列几何布局对阵列性能的影响。因子空间类算法需搜索阵列流形来进行测向,所以阵列流形对阵列性能有重要影响。阵列流形又是阵元数、阵列几何布局的函数,可... 传统上以阵列孔径来比较各种线阵的测向性能,但这一指标没有考虑到阵元数目及阵列几何布局对阵列性能的影响。因子空间类算法需搜索阵列流形来进行测向,所以阵列流形对阵列性能有重要影响。阵列流形又是阵元数、阵列几何布局的函数,可通过阵列流形来研究阵元数、阵列几何布局与阵列测向性能的关系。在分析了线阵流形与线阵测向精度的关系的基础上,提出了一个基于线阵最小流形长度的指标来比较不同线阵的性能,该指标综合考虑了阵元数、阵列几何布局对阵列测向精度的影响。通过对此指标的讨论,给出了提高线阵测向精度的设计思路。对几个不同线阵的仿真证实了该指标的有效性,也验证了该设计思路的可行性。 展开更多

关键词 线阵 测向精度 阵列流形 几何布局 克拉美罗界

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存在阵列误差条件下的目标二维参数估计 被引量：3

16

作者 李琼 叶中付 徐旭 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期487-494,共8页

提出了一种针对均匀线阵中互耦误差、阵元幅相误差和位置误差存在情况下的多个目标高分辨方向 -多普勒频率二维估计的方法 .这一方法采用旋转不变技术 ,在参量估计过程中只需将阵列天线旋转两次 ,即可对目标方向 -多普勒频率作较精确的... 提出了一种针对均匀线阵中互耦误差、阵元幅相误差和位置误差存在情况下的多个目标高分辨方向 -多普勒频率二维估计的方法 .这一方法采用旋转不变技术 ,在参量估计过程中只需将阵列天线旋转两次 ,即可对目标方向 -多普勒频率作较精确的估计 ,同时精确地估计出互耦矩阵和各阵元的幅度、相位以及位置因子 ,从而可校正综合误差存在情况下的阵列流形 .最后 ,进行了计算机模拟 . 展开更多

关键词 波达方向(DOA) 均匀线阵 时空矩阵 阵列流形 参数估计 校准

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基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术 被引量：7

17

作者 程安启 王华力 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1279-1283,1290,共6页

本文建立了卫星平面阵列多波束天线的基本模型,并给出了平面阵列多波束天线的阵元空间和波束空间的基本概念.研究了基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术并给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明:基于平面... 本文建立了卫星平面阵列多波束天线的基本模型,并给出了平面阵列多波束天线的阵元空间和波束空间的基本概念.研究了基于卫星平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术并给出了仿真结果.理论分析和仿真结果表明:基于平面阵列多波束天线波束空间的自适应调零和干扰源定位技术可以在卫星通信系统中得以应用,可以极大的提高卫星通信系统的抗干扰能力. 展开更多

关键词 平面阵列天线 多波束天线 阵列流形 波束空间 自适应调零 干扰源定位

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基于微分几何的平面天线阵列测向精度研究

18

作者 吕泽均 《电讯技术》 2008年第6期25-29,共5页

利用阵列流形的微分几何作为分析工具,构造了实际使用中常见的平面天线阵的几何结构,并对这些阵列结构的测向精度进行了研究和全面仿真。通过比较各种天线阵几何结构的优劣,可以从中选择一种合适的、最优的阵列结构,避免设计的盲目性和... 利用阵列流形的微分几何作为分析工具,构造了实际使用中常见的平面天线阵的几何结构,并对这些阵列结构的测向精度进行了研究和全面仿真。通过比较各种天线阵几何结构的优劣,可以从中选择一种合适的、最优的阵列结构,避免设计的盲目性和随意性。这为超分辨阵列结构的选择和设计提供了一条有效的途径,在实际应用中将具有十分重要的参考价值。 展开更多

关键词 平面天线阵列 波达方向估计 阵列流形 微分几何 测向精度 天线阵列

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一种DOA估计中阵列的有源校准新方法

19

作者 唐志凯 何明浩 胡林华 《空军雷达学院学报》 2001年第3期13-16,共4页

着重研究了ＤＯＡ估计中由阵元间互耦、通道失配及阵元位置误差的综合影响引起的阵列流形误差的校准问题，通过测量得到的一组校准源的方向向量来估计阵列的校准矩阵和阵元位置。仿真证明此方法的有效性。

关键词 DOA估计 阵元位置误差 互耦 通道失配 阵列流形 仿真 矩阵 有源 校准

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一种适合任意阵列流型的相干信号波达方向估计算法 被引量：2

20

作者 石娟 邓科 殷勤业 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期72-75,98,共5页

针对多径环境中相干信号波达方向（DOA）估计问题，提出了一种适合任意阵列流型的相干信号波达方向估计算法（DOA—CSAA）．先通过联合使用时域和空域相关函数估计出每个用户组的广义导向矢量，再估计出每个用户组内多条路径上的波达方... 针对多径环境中相干信号波达方向（DOA）估计问题，提出了一种适合任意阵列流型的相干信号波达方向估计算法（DOA—CSAA）．先通过联合使用时域和空域相关函数估计出每个用户组的广义导向矢量，再估计出每个用户组内多条路径上的波达方向．由于DOA—CSAA算法所利用的信号的空域相关信息和时域相关信息均为信号的二阶统计量，因而运算量远小于基于四阶统计量的算法．此外，DOA—CSAA算法由于未使用子空间平滑算法，所以不受阵列流型限制，且阵列孔径没有降低，因此当使用M个阵元的任意阵列流型时，可估计出的DOA个数最多可达M（M—1）个．仿真实验表明，与经典子空间平滑算法相比，DOA—CSAA算法在均方根误差为10^-4～10^-3时可获得20dB左右的信噪比增益． 展开更多

关键词 多径环境 相干信号 波达方向 任意阵列流形

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