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基于粒子群算法的宽带真延时平面阵列方向图综合

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国防科技大学学报 2020年第5期42卷 31-36页

作者：丛雯珊余岚杜鹏飞罗雄杨海达空军预警学院预警技术系湖北武汉430019

针对大阵元间距平面阵列方向图综合问题,提出基于粒子群算法的宽带真延时平面阵列方向图综合方法。该方法根据真延时条件下阵列方向图主瓣和栅瓣指向的特点,采用宽带真延时抑制阵列方向图的栅瓣;利用粒子群优化算法优化阵列结构,得到具... 详细信息

针对大阵元间距平面阵列方向图综合问题,提出基于粒子群算法的宽带真延时平面阵列方向图综合方法。该方法根据真延时条件下阵列方向图主瓣和栅瓣指向的特点,采用宽带真延时抑制阵列方向图的栅瓣;利用粒子群优化算法优化阵列结构,得到具有较高主副瓣比的平面阵列方向图。通过对8×8的矩形平面阵进行仿真,验证了所提方法的有效性,在此基础上,还仿真研究了该方法对栅瓣的抑制性能与信号带宽之间的关系。

关键词：粒子群算法宽带真延时平面阵列栅瓣抑制信号带宽

利用复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测方法

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国防科技大学学报 2018年第3期40卷 76-81页

作者：王罗胜斌徐振海刘兴华王国玉国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室湖南长沙410073

针对平面阵列雷达群目标检测问题,以矩形阵为例,详细分析方位向和俯仰向复单脉冲比虚部的统计特性;建立平面阵列雷达群目标检测模型,根据恒虚警检测原理推导复单脉冲比虚部的椭圆判决域,并利用复单脉冲比实部辅助判决,综合提出基于复单... 详细信息

针对平面阵列雷达群目标检测问题,以矩形阵为例,详细分析方位向和俯仰向复单脉冲比虚部的统计特性;建立平面阵列雷达群目标检测模型,根据恒虚警检测原理推导复单脉冲比虚部的椭圆判决域,并利用复单脉冲比实部辅助判决,综合提出基于复单脉冲比的平面阵列雷达群目标检测算法。针对双目标情形进行仿真实验,结果表明:在较高信噪比、较大角度间隔以及幅度相当且相位差较大的条件下算法能够有效检测群目标。

关键词：群目标检测平面阵列复单脉冲比椭圆判决域辅助判决

平面阵列的半实值MUSIC波达方向估计算法

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空军工程大学学报（自然科学版） 2018年第3期19卷 54-59页

作者：刘亚宁张秦郑桂妹师俊朋空军工程大学防空反导学院西安710051

针对二维波达方向(DOA)估计算法运算量大的问题,基于平面阵列提出一种优化后的半实值MUSIC算法,将问题转化为对目标与x轴、y轴的2个夹角的估计,首先提取接收信号协方差矩阵的实部,并对其特征值分解得到噪声子空间;利用Kronecker积降维... 详细信息

针对二维波达方向(DOA)估计算法运算量大的问题,基于平面阵列提出一种优化后的半实值MUSIC算法,将问题转化为对目标与x轴、y轴的2个夹角的估计,首先提取接收信号协方差矩阵的实部,并对其特征值分解得到噪声子空间;利用Kronecker积降维得到搜索区域减半的MUSIC谱,估计入射方向与x轴夹角;接着利用最小二乘法得到目标与y轴夹角的估计值;最后根据角度的对应关系方程求得二维DOA的估计值。仿真结果表明,该算法在保证精度的同时显著减小了运算量,且算法估计性能与常规MUSIC算法相当。

关键词：平面阵列半实值MUSIC 二维DOA估计最小二乘法

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平面阵列米波雷达超分辨测高技术研究

雷达科学与技术 2015年第2期13卷 164-166,172页

作者：谢腾飞杨雪亚中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥230088

针对形状不规则的平面阵列米波雷达由于各行天线阵元数不同引起较大的测高误差,提出一种增加导向矢量系数的改进最大似然超分辨测高方法,进而推广到所有的平面阵列米波雷达。该方法首先对各行天线接收的目标回波信号进行行合成,然后基... 详细信息

针对形状不规则的平面阵列米波雷达由于各行天线阵元数不同引起较大的测高误差,提出一种增加导向矢量系数的改进最大似然超分辨测高方法,进而推广到所有的平面阵列米波雷达。该方法首先对各行天线接收的目标回波信号进行行合成,然后基于各行不同的天线阵元数来构造各行天线的幅度归一化导向矢量系数,并重新构建阵列导向矢量,最后使用最大似然超分辨算法进行测高处理。并通过计算机仿真验证了该方法的有效性。

关键词：米波雷达平面阵列超分辨测高

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平面阵列天线设计与优化

平面阵列天线设计与优化

作者：毛永艳西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信系统的快速发展,平面天线以其低剖面、高增益和小型化等优点而备受欢迎。波导缝隙天线作为平面天线的一种,其发展是当今天线技术研究的主流趋势,该种天线结构紧凑,辐射效率高,易实现低副瓣、低交叉极化特性,因此被广泛应用... 详细信息

随着无线通信系统的快速发展,平面天线以其低剖面、高增益和小型化等优点而备受欢迎。波导缝隙天线作为平面天线的一种,其发展是当今天线技术研究的主流趋势,该种天线结构紧凑,辐射效率高,易实现低副瓣、低交叉极化特性,因此被广泛应用在机载火控雷达、移动卫星通信系统、车载防撞雷达以及气象雷达中。基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）由传统金属波导发展而来,它和传统金属波导具有相似的传输特性,并且重量轻,制作成本低,易与平面电路集成,进一步拓宽了波导类平面阵列天线的应用范围。本文基于平面天线在雷达领域内的应用,围绕脊波导缝隙阵天线和45°线极化SIW缝隙阵天线展开研究,主要工作包含以下几个部分:首先,本文对X波段小型化脊波导缝隙阵天线的设计方法进行了研究。标准波导的截面尺寸过大,无法满足相控阵大角度扫描的组阵间距要求。本文利用有限元法根据脊波导的传输相位精确计算出截止波长,在保证传输和辐射特性良好的情况下,将脊波导截面面积缩小到同频段标准波导的41.1%。然后,本文设计了一种小型化的具有低副瓣特性的脊波导缝隙阵天线。本文将缝隙间的耦合考虑在内,基于具有8个缝隙的子阵对脊波导宽边偏置缝隙的电导及缝隙参数进行了提取,并利用曲线拟合法确立了辐射缝隙的电导-谐振长度、谐振长度-偏置距离两条重要曲线,再根据理论的电导分布曲线建立了初步的脊波导缝隙天线仿真模型。然后,给出了几种针对波导缝隙阵天线副瓣电平的优化方法,并采用近场逼近法对脊波导缝隙阵天线的副瓣电平进行了优化。为了便于实物测试,本文还设计了一种脊波导-同轴转换器和匹配负载。最后,对X波段脊波导缝隙阵天线进行了实物加工和测试,测试和仿真结果吻合良好。最后,本文还设计了一种45°线极化SIW缝隙阵天线,该天线以斜45°长短矩形缝隙对为辐射单元,其中,长短矩形缝隙分别等效为容性、感性负载。本文将相邻斜缝以二分之一波导波长的间距排布,并依据提取的单缝参数选取了合适的缝隙长度,使各辐射缝隙得到近似同相激励,从而产生45°线极化波束。在等幅激励的45°线极化SIW缝隙阵天线的设计基础上,通过控制感性斜缝的轴向位移实现线阵的锥削幅度分布,从而实现45°线极化SIW缝隙阵天线的低副瓣设计。仿真结果表明,最终设计的8×16 45°线极化SIW平面阵天线工作在毫米波段,其副瓣电平小于-25d B,口径利用率达到73.9%。

关键词：平面阵列脊波导缝隙阵天线低副瓣 SIW 45°线极化

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平面阵列式电磁传感器转移阻抗测量技术研究

平面阵列式电磁传感器转移阻抗测量技术研究

作者：胡恒江国防科学技术大学

学位级别：硕士

阵列涡流检测技术是近年来发展起来的一种新的电磁无损检测技术,在金属结构缺陷的定量检测和评估方面应用前景广阔。平面阵列式电磁传感器一致性好、响应速度快、灵敏度高,可广泛应用于装备关键部件微缺陷的检测,其多通道转移阻抗信息... 详细信息

阵列涡流检测技术是近年来发展起来的一种新的电磁无损检测技术,在金属结构缺陷的定量检测和评估方面应用前景广阔。平面阵列式电磁传感器一致性好、响应速度快、灵敏度高,可广泛应用于装备关键部件微缺陷的检测,其多通道转移阻抗信息的准确提取是提高检测精度的关键。目前的阻抗分析仪可以实现单通道阻抗测量,但难以完成多通道阻抗的快速同步检测。因此,本文重点对平面阵列式电磁传感器转移阻抗测量技术进行了研究。本文首先阐述了阵列涡流检测技术以及阻抗测量技术的国内外研究现状和发展趋势,介绍了其基本原理。然后分析了平面阵列式电磁传感器工作原理和转移阻抗的特性,探讨了平面阵列式电磁传感器的理论、模型和测试方法,设计了微弱信号检测电路和高速同步数据采集电路,研究了整周期数字锁定检测技术,并采用基于FPGA的方法实现了数字锁定放大器,完成了多通道转移阻抗的精密测量。该方法能有效抑制噪声和干扰,并且不需要对参考信号采样就能测出转移阻抗的幅值、相位以及实部、虚部信息。在此基础上,本文建立了基于FPGA的转移阻抗测量系统,对工件缺陷进行了试验,并对测试数据进行了分析。实验结果表明,转移阻抗幅度和相位测量的重复精度分别达到了0.04%和0.02%,为微缺陷的定量检测奠定了基础。最后给出了全文的结论,并对本文有关的进一步工作提出了一些建议。

关键词：阻抗测量无损检测平面阵列电磁传感器数字锁定检测

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基于特殊激光微造型工艺的平面阵列加工研究

激光技术 2012年第4期36卷 467-470页

作者：符永宏高兴东华希俊潘国平符昊江苏大学机械工程学院镇江212013

为了使平面阵列激光微造型方法应用于工程技术领域,基于"单脉冲同点间隔多次"激光微造型新工艺,对平面阵列的加工方法进行了深入的分析研究,给出一种全新的扫描策略,对已有的加工方案进行了路径优化。由于采用该扫描策略进行"单脉冲同... 详细信息

为了使平面阵列激光微造型方法应用于工程技术领域,基于"单脉冲同点间隔多次"激光微造型新工艺,对平面阵列的加工方法进行了深入的分析研究,给出一种全新的扫描策略,对已有的加工方案进行了路径优化。由于采用该扫描策略进行"单脉冲同点间隔多次"激光微造型时,要求激光头对每行加工初始点进行精确定位,基于此,对工作台的定位问题进行了分析研究,给出了工作台精确定位流程图,并对该扫描策略的编程实现过程进行了分析研究,给出了路径优化后平面阵列加工过程流程图。结果表明,该扫描策略满足既定的"单脉冲同点间隔多次"激光微造型新工艺的加工要求,且能获得较好的微观形貌和表面质量。

关键词：激光技术平面阵列路径优化工作台精确定位

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雷达-通信一体化平面阵列天线共享设计

信号处理 2021年第7期37卷 1332-1338页

作者：李志勇娄昊韩文婷周余昂武警工程大学信息工程学院陕西西安710086

针对机动作战平台的天线共享需求,本文提出了一种面向雷达-通信一体化的平面阵天线孔径分配方法。首先在平面阵列的基础上建立了共享孔径的模型;其次,将阵元位置的分配转化为多目标优化问题,选择雷达阵列方向图的最高峰值旁瓣电平和通... 详细信息

针对机动作战平台的天线共享需求,本文提出了一种面向雷达-通信一体化的平面阵天线孔径分配方法。首先在平面阵列的基础上建立了共享孔径的模型;其次,将阵元位置的分配转化为多目标优化问题,选择雷达阵列方向图的最高峰值旁瓣电平和通信阵元的信道容量作为优化目标;最后,用改进的遗传算法进行优化计算,并完成了相关的仿真实验。仿真结果证明,雷达最高峰值旁瓣电平和通信信道容量能同时达到工作指标要求,实现了天线孔径的共享。

关键词：雷达-通信一体化平面阵列遗传算法共享孔径

波束形成原理结合平面阵列识别定位三维声源的方法研究

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波束形成原理结合平面阵列识别定位三维声源的方法研究

作者：梅东挺浙江工业大学

学位级别：硕士

基于传声器阵列的波束形成方法是一种经典的声源识别定位方法,主要应用于飞机、火车、汽车、潜艇等结构的声源识别定位。其中波束形成原理结合平面阵列是远场声源识别定位的基本方法,国内外著名声学技术公司都已开发了相应的声全息设备... 详细信息

基于传声器阵列的波束形成方法是一种经典的声源识别定位方法,主要应用于飞机、火车、汽车、潜艇等结构的声源识别定位。其中波束形成原理结合平面阵列是远场声源识别定位的基本方法,国内外著名声学技术公司都已开发了相应的声全息设备,价格昂贵。但是,目前基于平面阵列的声全息方法只能识别平面声源(二维声源)的位置,不能识别三维声源的深度,另外声源识别的结果存在三维声源深度前后模糊的问题。针对这一现有方法和技术的局限性,本学位论文提出了利用三维空间声场的最大幅值响应、通过波束形成原理结合平面阵列来识别定位三维声源的方法。论文首先对本项研究的背景和文献进行了综述,然后推导了基于一维、二维传声器阵列和波束形成原理的声源识别定位的数学模型和理论基础,从理论上分析了传统波束形成方法的局.限性。第三章对本文提出的利用三维空间声场的最大幅值响应、通过波束形成原理结合平面阵列来识别定位三维声源的方法进行了数学模型的推导,并针对有无背景噪声时的单个点声源识别定位结果与理论值进行了比较,对精度进行了讨论;针对两个点声源的X、Y、Z坐标和声源频率变化时三维声源的识别能力进行了定量分析。第四章对本论文提出的利用三维空间声场的最大幅值响应、通过波束形成原理结合平面阵列来识别定位三维声源的方法进行了实验验证。实验中选取小型扬声器为目标声源,B&K的60通道轮辐阵列为平面测量阵列,利用轮辐阵列在全消声室内测得的声压数据来验证理论研究和仿真研究的有效性和精度,最后分析了单个声源和两个声源情况下的识别效果。实验结果表明,本论文提出的方法能够正确地进行三维声源的X、Y和Z三个方向的定位。最后总结本论文的主要研究成果,并提出利用三维空间声场的最大幅值响应、通过波束形成原理结合平面阵列来识别定位三维声源的方法仍存在的问题和进一步研究的方向。

关键词：波束形成传声器阵列声源深度三维声源的识别和定位平面阵列