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稀疏矢量阵信号栅瓣及对称伪峰干扰抑制

声学学报 2021年第1期46卷 23-34页

作者：孙大军张珂梅继丹马超魏秋雨哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

稀疏矢量阵进行宽带信号处理时,强目标的栅瓣及对称伪峰会干扰弱目标的检测,提出了一种基于理论干扰预测的加权抑制方法。方法利用矢量阵波束形成先获得强目标的波达方向(Direction Of Arrival,DOA)信息以及目标所在方位各频率的幅度谱... 详细信息

稀疏矢量阵进行宽带信号处理时,强目标的栅瓣及对称伪峰会干扰弱目标的检测,提出了一种基于理论干扰预测的加权抑制方法。方法利用矢量阵波束形成先获得强目标的波达方向(Direction Of Arrival,DOA)信息以及目标所在方位各频率的幅度谱信息,再利用理论计算公式获得强目标的栅瓣和对称伪峰角度上对应的各频率点的幅度谱强度信息,通过在方位、频率维度加权的方式对强目标的栅瓣和伪峰干扰进行抑制,来改善在强干扰下的弱目标检测能力。方法也适用于多目标情况,对各个目标依次使用,减少多目标时栅瓣和对称伪峰对方位历程的影响,净化了时间方位历程图。对所提方法给出了理论推导过程并进行了仿真和实验验证,实验结果验证可行。结果表明,新方法可以有效地抑制强目标的栅瓣和对称伪峰干扰,提高弱目标的检测能力,此外,净化后的时间方位历程图更利于弱目标检测和目标数量的估计。

关键词：波达方向干扰抑制幅度谱栅瓣伪峰弱目标频率点干扰预测

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基于爬坡算法的片上低栅瓣二维光学相控阵

光子学报 2018年第9期47卷 83-91页

作者：杜书剑章羚璇王国玺李中宇张其浩谢鹏李燕米磊孙笑晨张文富中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 中国科学院大学北京100049 西安光学精密机械研究所中英微纳光子学联合研究中心西安710119

通过两级定向耦合器结构实现了光学相控阵天线阵列的二维排布,并设计了特殊C形弯曲波导进行热调作为阵元的相位控制器.提出一种针对阵元数量不高的稀布片上光学相控阵远场高阶干涉栅瓣的压缩方法.将均匀的阵元间距通过爬坡算法优化成非... 详细信息

通过两级定向耦合器结构实现了光学相控阵天线阵列的二维排布,并设计了特殊C形弯曲波导进行热调作为阵元的相位控制器.提出一种针对阵元数量不高的稀布片上光学相控阵远场高阶干涉栅瓣的压缩方法.将均匀的阵元间距通过爬坡算法优化成非均匀间距,以破坏栅瓣产生所需的干涉相长条件,实现对栅瓣的压缩作用.在1 310nm波长,通过时域有限差分法对基于微型光栅耦合器天线的稀布阵列进行计算分析,结果表明优化的阵元间距能实现-6^-7dB的栅瓣抑制比.

关键词：硅光子学相控阵爬坡算法光栅栅瓣干涉

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无源声呐稀疏阵无栅瓣性能分析

声学学报 2006年第6期31卷 506-510页

作者：吴国清王美刚中国科学院声学研究所北京100080 山西大学工程学院信息系太原030013

计算机模拟、实际声呐信号和理论分析证明了在无源声呐中只要信号带宽足够宽(带宽大于1个倍频程),无源声呐中用稀疏阵,即基元间距大于信号波长的基阵,波束图中不会出现栅瓣特性。白化目标信号可满足尽量宽的信号带宽,有利于无栅瓣波束... 详细信息

计算机模拟、实际声呐信号和理论分析证明了在无源声呐中只要信号带宽足够宽(带宽大于1个倍频程),无源声呐中用稀疏阵,即基元间距大于信号波长的基阵,波束图中不会出现栅瓣特性。白化目标信号可满足尽量宽的信号带宽,有利于无栅瓣波束的设计。结论是只要保证足够宽的信号带宽,无源声呐工作频段中最高频率的波长可小于基阵中阵元间隔而可使阵波束特性不出现栅瓣。

关键词：无源声呐稀疏阵栅瓣性能分析信号带宽波束特性计算机模拟目标信号

工业超声相控阵检测技术中栅瓣的影响因素研究

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机械工程师 2023年第7期 127-130页

作者：魏宁渤海船舶职业学院辽宁葫芦岛125105

超声相控阵检测技术作为先进的无损检测方法现已逐渐应用在石油化工、船舶、特种设备等行业。延迟法则的使用是相控阵检测时的主要特点,由于阵列探头的结构特点,在使用相控聚焦或偏转时,很有可能产生栅瓣声束。文中介绍了栅瓣的产生原因... 详细信息

超声相控阵检测技术作为先进的无损检测方法现已逐渐应用在石油化工、船舶、特种设备等行业。延迟法则的使用是相控阵检测时的主要特点,由于阵列探头的结构特点,在使用相控聚焦或偏转时,很有可能产生栅瓣声束。文中介绍了栅瓣的产生原因,并阐述了偏转角度、阵元数量、阵元间距、相控聚焦等对栅瓣的影响,总结了栅瓣的去除方法。

关键词：相控阵栅瓣阵元间距偏转角度聚焦

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大型阵列天线子阵划分及栅瓣抑制方法

信号处理 2014年第5期30卷 535-543页

作者：程乃平潘点飞中国人民解放军装备学院北京101416

利用遗传算法(genetic algorithm,GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通... 详细信息

利用遗传算法(genetic algorithm,GA)将大型阵列划分为非均匀邻接子阵,以主旁瓣比作为适应度函数,并对遗传操作增加约束条件,得到具有栅瓣抑制能力的子阵结构。提出了基于子阵级的波束扫描方法,在每个扫描分区内无需改变阵元权值,仅通过子阵级数字波束形成即可完成阵列的波束扫描,并分析了不同扫描角对阵列方向图的影响。为了抑制大扫描角带来的高旁瓣,运用自适应原理使子阵级方向图在高旁瓣位置形成凹陷。分析与仿真结果表明,该方法能够进一步提高阵列方向图的主旁瓣比,增加扫描分区的范围。

关键词：大型阵列子阵遗传算法波束形成主旁瓣比栅瓣

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星载SAR相控阵天线栅瓣抑制技术

微波学报 2013年第5期29卷 135-138页

作者：鲁加国汪伟齐美清中国电子科技集团公司第三十八研究所安徽合肥230088

针对星载合成孔径雷达子阵级二维有源相控阵天线方位向扫描出现较大栅瓣问题进行了分析。采用子块错位分布方式抑制天线阵栅瓣最大电平值,结合工程可实现性,优化出子阵最佳错位分布。结果表明,经过优化后的天线阵,其方位向扫描最大栅瓣... 详细信息

针对星载合成孔径雷达子阵级二维有源相控阵天线方位向扫描出现较大栅瓣问题进行了分析。采用子块错位分布方式抑制天线阵栅瓣最大电平值,结合工程可实现性,优化出子阵最佳错位分布。结果表明,经过优化后的天线阵,其方位向扫描最大栅瓣电平得以有效抑制,这对于星载合成孔径雷达图像质量改善具有现实意义。

关键词：合成孔径雷达相控阵天线子阵栅瓣

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大间距相控阵天线栅瓣抑制技术研究

微波学报 2020年第2期36卷 52-56,66页

作者：桂文静邓庆勇林福江中国科学技术大学信息科学技术学院合肥230031 合肥若森智能科技有限公司合肥230088

适当增加阵元间距有利于降低相控阵天线的成本,但是会带来不期望的栅瓣。文中针对5×5大间距相控阵天线栅瓣抑制技术进行了研究。改进了传统遗传算法,增加了种群的多样性。首先采用改进的遗传算法优化得到局部解,然后运用模式搜索算法... 详细信息

适当增加阵元间距有利于降低相控阵天线的成本,但是会带来不期望的栅瓣。文中针对5×5大间距相控阵天线栅瓣抑制技术进行了研究。改进了传统遗传算法,增加了种群的多样性。首先采用改进的遗传算法优化得到局部解,然后运用模式搜索算法优化得到最优解,并对阵列口径及阵元最小间距进行约束。其次,结合实际的工程应用,对阵元位置进行约束,优化出便于生产应用的最佳阵列排布。仿真结果表明,优化后的阵列,最大栅瓣电平得以有效抑制,满足工程应用的要求。

关键词：大间距相控阵遗传算法模式搜索算法栅瓣

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平面阵天线栅瓣性能分析

电子技术应用 2014年第3期40卷 104-107,111页

作者：刘玲刘陆军曾浩重庆大学通信工程学院重庆400044

在相控阵天线设计中,增加阵元间距能提高天线分辨率,但天线波束会出现栅瓣,栅瓣多值性导致目标位置模糊,接收机错误跟踪。因此,阵元间距的合理取值是相控阵天线设计的重要内容。首先建立了阵列天线方向图函数模型,然后推导出矩形阵和三... 详细信息

在相控阵天线设计中,增加阵元间距能提高天线分辨率,但天线波束会出现栅瓣,栅瓣多值性导致目标位置模糊,接收机错误跟踪。因此,阵元间距的合理取值是相控阵天线设计的重要内容。首先建立了阵列天线方向图函数模型,然后推导出矩形阵和三角阵栅瓣出现的位置及不出现栅瓣时阵元间距的取值范围,最后通过MATLAB仿真来验证结论的正确性。

关键词：栅瓣方向图阵元间距

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相控阵系统栅瓣抑制方法研究

相控阵系统栅瓣抑制方法研究

作者：白碧超常州大学

学位级别：硕士

超声相控阵技术是从相控阵雷达技术的基础上发展起来的,其原理是电子系统按照一定的规则和时间顺序激发各阵列元件,以灵活控制焦点的位置和方向。然而,聚焦声场中声束旁瓣和栅瓣的存在会影响相控阵系统的应用性能,如超声相控阵检测系统... 详细信息

超声相控阵技术是从相控阵雷达技术的基础上发展起来的,其原理是电子系统按照一定的规则和时间顺序激发各阵列元件,以灵活控制焦点的位置和方向。然而,聚焦声场中声束旁瓣和栅瓣的存在会影响相控阵系统的应用性能,如超声相控阵检测系统成像伪影的存在或高强度聚焦超声治疗系统病灶组织外的热累积。作为一种不等距阵列,稀疏阵列可以有效改善相控阵声场的辐射特性,抑制旁瓣和栅瓣。本文首先研究了一维线性阵列和二维凹球面阵列的优化布阵方法。针对一维线性阵列,综合考虑声束主瓣和副瓣特性,提出一种基于二进制粒子群算法的全阵列稀疏化方法,全聚焦成像仿真验证了优化后的稀疏阵列降低成像伪影、提升成像效率的有效性。针对二维凹球面阵列,确定了一组聚焦效果较好的阵列参数,并通过使用带约束的粒子群算法调整圆周间距实现焦平面旁瓣的抑制,仿真表明了优化后的阵列在偏离阵列法向轴一定范围聚焦时拥有极低的旁瓣水平。同时,仿真还表明了高的相位量化精度能有效减小旁瓣和栅瓣水平、提高焦域能量。进一步的,根据相控阵的不同应用场景,基于直接数字频率合成（DDS）原理,给出了两种12-bit相移控制精度的多通道驱动电路设计方案,包括放大电路和上位机设计方案。其中,时钟缓冲器的使用使得单片机和DDS芯片的方案在技术实现上每增加一个电子通道仅需消耗一个GPIO,可用于阵元数量较多的阵列驱动场合,FPGA和数模转换（DAC）模块的方案可用于任意波相控、短周期脉冲等需要激励波形灵活控制的阵列驱动场合。最后,根据提出的硬件设计方案,制作了相应的阵列驱动电路,板卡的波形测试和聚焦实验验证了驱动电路设计方案的有效性、可行性。

关键词：相控阵栅瓣粒子群算法直接数字频率合成(DDS)