基于改进遗传算法的天波超视距雷达二维阵列稀疏优化设计 被引量：14

1

作者 严韬 陈建文 鲍拯 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期3014-3020,共7页

针对均匀矩形平面阵在2维阵天波超视距雷达(OTHR)工程应用时阵元数目庞大问题,该文提出利用改进遗传算法进行稀疏优化设计的解决办法。从波束赋形角度出发建立了稀疏矩形平面阵的布阵优化模型;以俯仰波束能分辨OTHR多模传播的波达角(DOA... 针对均匀矩形平面阵在2维阵天波超视距雷达(OTHR)工程应用时阵元数目庞大问题,该文提出利用改进遗传算法进行稀疏优化设计的解决办法。从波束赋形角度出发建立了稀疏矩形平面阵的布阵优化模型;以俯仰波束能分辨OTHR多模传播的波达角(DOA)为原则确定了遗传算法的初始种群;为避免遗传进化中出现早熟和随机漫游现象修正了适应度函数;为实现稀疏率精确控制改进了交叉和变异算子。仿真结果表明,该文算法不仅实现了稀疏率的精确控制,同时提高了优化性能。该文最后对2维稀疏阵列在OTHR工程应用时的可行性进行了分析,指出其应用条件和存在的技术难点,并给出了相应的解决方案。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 二维阵 遗传算法 峰值副瓣电平 稀疏率

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基于对角加载的自适应匹配滤波器和自适应相干估计器 被引量：9

2

作者 刘维建 谢文冲 王永良 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期463-468,共6页

分析了对角加载自适应匹配滤波器(diagonally loaded adaptive matched filter,DL-AMF)和对角加载自适应相干估计器(diagonally loaded adaptive coherence estimation,DL-ACE)的检测性能;推导了二者的渐近统计分布,得到了解析的虚警概... 分析了对角加载自适应匹配滤波器(diagonally loaded adaptive matched filter,DL-AMF)和对角加载自适应相干估计器(diagonally loaded adaptive coherence estimation,DL-ACE)的检测性能;推导了二者的渐近统计分布,得到了解析的虚警概率(probability of false alarm,PFA)和检测概率(probability of detection,PD)表达式。与常规AMF和ACE相比,尤其是在训练样本不足的情况下,DL-AMF和DL-ACE的检测性能大为提高,并且二者都具有渐近恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)特性。 展开更多

关键词 多通道检测 空时自适应检测 对角加载 自适应匹配滤波器 自适应相干估计器 广义似然比检测器

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一种基于GHF的高斯粒子滤波算法 被引量：7

3

作者 郑作虎 王首勇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期1698-1702,共5页

高斯粒子滤波算法重要性权值方差不会随迭代次数的增加而增加,能够较好地解决粒子退化问题,但其重要性密度函数没有考虑最新的量测信息,导致有效粒子数减少,算法滤波性能下降.针对该问题,提出一种基于Gaussian-Hermite滤波(GHF)的高斯... 高斯粒子滤波算法重要性权值方差不会随迭代次数的增加而增加,能够较好地解决粒子退化问题,但其重要性密度函数没有考虑最新的量测信息,导致有效粒子数减少,算法滤波性能下降.针对该问题,提出一种基于Gaussian-Hermite滤波(GHF)的高斯粒子滤波算法,采用GHF构造高斯粒子滤波的重要性密度函数,考虑最新的量测信息,增加有效粒子数,提高算法的滤波精度.仿真结果表明,所提出算法的滤波精度明显优于高斯粒子滤波算法. 展开更多

关键词 高斯粒子滤波 重要性密度函数 Gaussian-Hermite滤波

原文传递

非高斯相关杂波背景下雷达目标检测方法研究 被引量：6

4

作者 郑作虎 王首勇 +1 位作者 杜鹏飞 朱晓波 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第8期925-932,共8页

在非高斯相关杂波背景下,基于MTD(Moving Target Detection)的雷达目标检测性能严重下降。针对该问题,根据Alpha稳定分布杂波模型、分数低阶统计量理论,以输出信杂比最大为准则,提出了一种适用于非高斯相关杂波背景的雷达目标检测方法... 在非高斯相关杂波背景下,基于MTD(Moving Target Detection)的雷达目标检测性能严重下降。针对该问题,根据Alpha稳定分布杂波模型、分数低阶统计量理论,以输出信杂比最大为准则,提出了一种适用于非高斯相关杂波背景的雷达目标检测方法。该方法通过分解信号分数低阶协方差矩阵,计算等效杂波分数低阶协方差矩阵特征向量,得到最佳滤波器系数。通过仿真和实测数据,对所提出方法的检测性能进行了验证,并且与基于MTD的检测方法进行了比较,结果表明,在非高斯相关杂波背景下,所提方法的检测性能明显优于传统的MTD。 展开更多

关键词 雷达目标检测 非高斯相关杂波 本征滤波 ALPHA稳定分布 分数低阶统计量

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基于扩维的多通道联合频率和到达角估计 被引量：6

5

作者 赵曼 陈辉 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期147-151,共5页

针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠... 针对宽频段信号的时空欠采样问题,该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下,该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构,将多个采样通道联合扩维,解决了时间欠采样问题;将多个快拍通道联合扩维,克服了空间欠采样问题。同时,为了降低运算量,利用时域滤波技术,将频率和到达角估计进行时空级联,得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值,且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索,减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 阵列信号处理 时空欠采样 空时2维无模糊阵列 多通道联合 频率估计 到达角估计

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子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲方法 被引量：5

6

作者 周必雷 李荣锋 +1 位作者 戴凌燕 王永良 《雷达科学与技术》 2014年第4期379-388,共10页

数字阵列雷达在每一个阵元后有一个接收通道,若采用全自适应处理,则计算复杂度高,难以满足实时性需求。因此,对于实际的系统往往要采用降维自适应阵列处理去解决以上问题。鉴于此,提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。... 数字阵列雷达在每一个阵元后有一个接收通道,若采用全自适应处理,则计算复杂度高,难以满足实时性需求。因此,对于实际的系统往往要采用降维自适应阵列处理去解决以上问题。鉴于此,提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。该方法基于子阵降维情况下,利用子阵合成的高增益差波束以及若干子阵合成的指向若干副瓣干扰(SLJ)方向的辅助波束来对消主副瓣干扰。理论分析和仿真结果均表明,该方法不仅在有效抑制主副瓣干扰的同时保证了高精度的单脉冲测角能力,并且进行子阵降维处理解决了相控阵体制雷达阵元数繁多所带来的问题,便于工程实现。 展开更多

关键词 子阵 单脉冲 抗干扰 辅助波束

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基于JADE的和差四通道抗多主瓣干扰算法 被引量：3

7

作者 周必雷 李荣锋 +1 位作者 蔡广 戴凌燕 《雷达科学与技术》 北大核心 2018年第2期162-168,共7页

强压制干扰出现在雷达主瓣内时,雷达的探测效能会受到严重影响。对此,提出了基于矩阵联合对角化(Joint Approximation Diagonalization,JADE)的和差四通道抗多主瓣压制干扰算法。新方法利用JADE算法通过对和差四通道接收到的混合信号进... 强压制干扰出现在雷达主瓣内时,雷达的探测效能会受到严重影响。对此,提出了基于矩阵联合对角化(Joint Approximation Diagonalization,JADE)的和差四通道抗多主瓣压制干扰算法。新方法利用JADE算法通过对和差四通道接收到的混合信号进行盲分离,然后对分离后的4个通道进行脉压处理,最后进行峰值检测以提取目标回波信息,从而有效抑制多主瓣压制干扰。仿真结果表明,该方法在主瓣干扰位于1/10个波束宽度时依然有效,性能比空域自适应处理方法有明显改善。 展开更多

关键词 多主瓣压制干扰 和差四通道 矩阵联合对角化 雷达

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递归Bayes模型粒子滤波方法 被引量：3

8

作者 万洋 王首勇 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第2期152-158,共7页

针对粒子滤波算法中存在的粒子退化、粒子多样性匮乏和计算量大等问题,本文提出一种基于递归Bayes模型的粒子滤波方法,该方法通过利用系统的状态方程和随机变量概率密度之间的转换关系,将状态的预测概率密度变换为后验概率密度相应的递... 针对粒子滤波算法中存在的粒子退化、粒子多样性匮乏和计算量大等问题,本文提出一种基于递归Bayes模型的粒子滤波方法,该方法通过利用系统的状态方程和随机变量概率密度之间的转换关系,将状态的预测概率密度变换为后验概率密度相应的递归形式,并且用于下一次迭代过程的粒子根据当前状态估计重新采样,使新粒子尽可能地分布在真实状态的邻域内,增大粒子有效利用率,提高滤波精度。理论分析和仿真结果表明,与经典的粒子滤波算法和其他重采样算法相比,本文所提算法不仅滤波精度得到了改善,而且计算复杂度也得到了有效的降低。 展开更多

关键词 粒子滤波 后验概率密度 递归Bayes模型

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基于向量化的稀疏重构解相干算法 被引量：3

9

作者 季正燕 陈辉 张佳佳 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期237-243,共7页

针对稀疏重构中正交匹配追踪(Orthogonally Matched Pursuit,OMP)算法解相干问题,利用矢量化的接收数据自相关矩阵,提出一种改进解相干方法——矢量化正交匹配追踪(Vectorized OMP,VO)算法.改进方法只通过矢量化后的一维矢量来重构角度... 针对稀疏重构中正交匹配追踪(Orthogonally Matched Pursuit,OMP)算法解相干问题,利用矢量化的接收数据自相关矩阵,提出一种改进解相干方法——矢量化正交匹配追踪(Vectorized OMP,VO)算法.改进方法只通过矢量化后的一维矢量来重构角度,无需知道信号源的数目,即可降低噪声影响,实现解相干.相对于经典OMP算法,稀疏重构效果更优.理论分析和仿真结果都验证了算法的良好性能. 展开更多

关键词 正交匹配追踪算法 解相干 稀疏重构 矢量化 波达方向估计

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自适应副瓣对消与动目标检测的联合使用 被引量：2

10

作者 唐小文 李荣锋 +2 位作者 戴凌燕 陈风波 段克清 《雷达科学与技术》 北大核心 2016年第3期273-278,共6页

为了同时对抗有源干扰和无源杂波,需要联合采用自适应副瓣对消(ASLC)和动目标检测(MTD)两种技术。在工程应用中,通常先采用ASLC抑制有源干扰,然后采用MTD对消无源杂波并提取目标回波。但是,回波数据在进行ASLC处理过程中产生了权值噪声... 为了同时对抗有源干扰和无源杂波,需要联合采用自适应副瓣对消(ASLC)和动目标检测(MTD)两种技术。在工程应用中,通常先采用ASLC抑制有源干扰,然后采用MTD对消无源杂波并提取目标回波。但是,回波数据在进行ASLC处理过程中产生了权值噪声,导致MTD处理杂波出现较大剩余,MTD性能受到了一定的影响。针对此问题,提出了3种方法,较好地解决了ASLC和MTD联合使用兼容性问题,可以实现对有源干扰和无源杂波的同时抑制,从而提取出目标回波信号。 展开更多

关键词 自适应副瓣对消 动目标检测 权值噪声 对角加载

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基于ARSαS模型参数估计的雷达目标检测方法 被引量：2

11

作者 郑作虎 王首勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期782-788,共7页

由于杂波非高斯特性和相关特性的影响,传统的动目标检测(moving target detection,MTD)技术的检测性能严重下降,针对该问题,基于对称α稳定分布(symmetricαstable,SαS)杂波模型和自回归(auto regressive,AR)模型理论,提出了一种基于AR... 由于杂波非高斯特性和相关特性的影响,传统的动目标检测(moving target detection,MTD)技术的检测性能严重下降,针对该问题,基于对称α稳定分布(symmetricαstable,SαS)杂波模型和自回归(auto regressive,AR)模型理论,提出了一种基于ARSαS模型参数估计的雷达目标检测方法。该方法基于SαS模型,通过幂变换抑制杂波的非高斯特性,以及通过基于广义尤拉-沃克方程参数估计的AR模型白化杂波,应用快速傅里叶变换实现对目标信号的积累,以提高信杂比。仿真实验和实测数据验证表明,所提方法在非高斯相关杂波背景下的检测性能明显优于传统的MTD方法。 展开更多

关键词 非高斯相关杂波 Α稳定分布 自回归模型 杂波白化

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利用最小冗余对称阵列的近场源定位算法 被引量：2

12

作者 校松 陈辉 +2 位作者 倪萌钰 倪柳柳 张佳佳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期123-129,共7页

在阵元数目有限的情况下,针对近场源定位中的阵列孔径和阵元数损失问题,文中突破阵元间距为1/4波长的限制,提出了基于最小冗余对称阵列的协方差矩阵重构算法.该算法构建只与方位角有关的四阶累积量矩阵,通过多重信号分类算法来估计信号... 在阵元数目有限的情况下,针对近场源定位中的阵列孔径和阵元数损失问题,文中突破阵元间距为1/4波长的限制,提出了基于最小冗余对称阵列的协方差矩阵重构算法.该算法构建只与方位角有关的四阶累积量矩阵,通过多重信号分类算法来估计信号方位角;然后根据估计出的信号角度在距离维上进行搜索,估计出距离参数.该算法扩展了阵列的孔径,提高了阵列的自由度.仿真结果表明,该算法可以估计更多的信源数目,拥有较高的估计性能和空间分辨率,且只需进行一维搜索,避免了二维参数配对. 展开更多

关键词 阵列信号处理 近场源定位 最小冗余对称阵列 高阶累积量

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一种基于降秩变换的ESB改进算法 被引量：1

13

作者 赵英俊 李荣锋 +1 位作者 王永良 刘维建 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2013年第9期20-23,共4页

提出了一种基于降秩变换的ESB改进算法,该方法首先用降秩变换矩阵对阵列接收数据进行降秩变换,利用干扰子空间和修正的期望信号导向矢量来构造降秩变换矩阵,然后进行波束形成。该算法解决了传统的基于特征空间(ESB)自适应波束形成算法... 提出了一种基于降秩变换的ESB改进算法,该方法首先用降秩变换矩阵对阵列接收数据进行降秩变换,利用干扰子空间和修正的期望信号导向矢量来构造降秩变换矩阵,然后进行波束形成。该算法解决了传统的基于特征空间(ESB)自适应波束形成算法方向图副瓣电平较高的问题,并且解决了当阵列协方差矩阵中不含期望信号或期望信号较小时方向图畸变的问题,从而大大提高了抗干扰能力。仿真结果证明,所提出的基于降秩变换的ESB改进算法具有良好的波束形成性能,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 自适应波束形成 阵列信号处理 特征空间 降秩

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基于GHF高斯粒子滤波的检测前跟踪算法 被引量：1

14

作者 郑作虎 王首勇 郑岱堃 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期23-27,32,共6页

针对粒子滤波存在粒子退化,会导致检测前跟踪(TBD)算法的检测和跟踪性能下降这一不足,提出了一种基于高斯-哈密顿滤波(GHF)高斯粒子滤波的TBD算法.该算法基于高斯粒子滤波,采用GHF算法构造的重要性密度函数采样连续出现粒子,考虑了最新... 针对粒子滤波存在粒子退化,会导致检测前跟踪(TBD)算法的检测和跟踪性能下降这一不足,提出了一种基于高斯-哈密顿滤波(GHF)高斯粒子滤波的TBD算法.该算法基于高斯粒子滤波,采用GHF算法构造的重要性密度函数采样连续出现粒子,考虑了最新的量测信息,采样粒子更逼近于真实的后验概率密度,克服了粒子退化问题.仿真结果表明:与基本TBD算法相比,所提出的TBD算法提高了对目标的检测和跟踪性能. 展开更多

关键词 检测前跟踪 粒子滤波 粒子退化 高斯粒子滤波 重要性密度函数 高斯-哈密顿滤波

原文传递

认知天波超视距雷达目标检测关键技术研究

15

作者 严韬 陈建文 鲍拯 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2016年第3期1-5,共5页

对认知天波超视距雷达进行了初探,首先介绍了天波超视距雷达和认知雷达的信号处理基本流程,引出认知天波超视距雷达的概念;然后聚焦目标检测重点分析了系统设计、环境感知、波形优化以及环境预测等几个方面的关键技术,并提出了相应的解... 对认知天波超视距雷达进行了初探,首先介绍了天波超视距雷达和认知雷达的信号处理基本流程,引出认知天波超视距雷达的概念;然后聚焦目标检测重点分析了系统设计、环境感知、波形优化以及环境预测等几个方面的关键技术,并提出了相应的解决方案。文中工作对拓展天波雷达理论和提升雷达系统性能具有重要的理论价值和广阔的应用前景。 展开更多

关键词 天波超视距雷达 认知雷达 目标检测 电离层 杂波

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新一代二维阵OTHR阵列结构与方向图性能研究

16

作者 严韬 陈建文 +1 位作者 罗欢 鲍拯 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2015年第4期59-64,共6页

以新一代二维阵天波超视距雷达(OTHR)为研究对象,重点对阵列结构与方向图性能进行了研究。首先,总结了新一代二维阵OTHR的研究现状并分析了其性能优势;然后,选取均匀十字阵、均匀矩形阵、cantor多圆环阵和阿基米德螺旋阵等四种典型二维... 以新一代二维阵天波超视距雷达(OTHR)为研究对象,重点对阵列结构与方向图性能进行了研究。首先,总结了新一代二维阵OTHR的研究现状并分析了其性能优势;然后,选取均匀十字阵、均匀矩形阵、cantor多圆环阵和阿基米德螺旋阵等四种典型二维阵列进行了方向图仿真分析,结果表明cantor多圆环阵和阿基米德螺旋阵具有较优的方向图性能;同时,利用遗传算法对均匀矩形阵、cantor多圆环阵和阿基米德螺旋阵进行稀疏优化,在保持方向图性能的前提下进一步减少了阵元个数;最后,针对二维阵OTHR的工程实践,阐述了其适用条件,指出了阵列结构选取、误差校准及降低处理复杂度等三个方面的问题,并提出了相应的解决方案,为新一代二维阵OTHR阵列结构的选择提供了理论依据。 展开更多

关键词 新一代天波超视距雷达 二维阵列 方向图 稀疏阵列 遗传算法

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复杂海杂波背景下分数低阶匹配滤波检测方法 被引量：8

17

作者 郑作虎 王首勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期319-326,共8页

针对在复杂海杂波背景下,雷达目标检测中动目标检测(Moving Target Detection,MTD)技术的检测性能显著下降的问题,以及局部最优检测器(Locally Optimum Detector,LOD)仅适用于低信杂比背景下弱目标检测的问题,基于分数低阶统计量理论,... 针对在复杂海杂波背景下,雷达目标检测中动目标检测(Moving Target Detection,MTD)技术的检测性能显著下降的问题,以及局部最优检测器(Locally Optimum Detector,LOD)仅适用于低信杂比背景下弱目标检测的问题,基于分数低阶统计量理论,提出了一种分数低阶匹配滤波检测方法.该方法通过幂变换抑制杂波的非高斯特性,通过应用杂波分数低阶协方差矩阵特征值分解的方法白化相关杂波,在此基础上应用匹配滤波进行目标积累,以提高信杂比.通过仿真和实测数据,对所提出方法的检测性能进行了验证,并且与MTD和LOD进行了比较.结果表明,本文所提出方法能较好地解决非高斯相关杂波背景下的目标检测问题,检测性能明显优于MTD和LOD方法. 展开更多

关键词 非高斯相关杂波 幂变换 分数低阶协方差 杂波白化

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机动弱小目标动态规划检测前跟踪方法 被引量：7

18

作者 万洋 王首勇 吴卫华 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第5期584-590,共7页

针对基于动态规划的检测前跟踪方法难以有效检测和跟踪机动弱小目标的问题,本文提出了一种基于目标状态加权的动态规划检测前跟踪改进方法。该方法利用目标运动状态帧间的相关性特点,对状态转移集进行扩展,并根据当前状态与前一时刻各... 针对基于动态规划的检测前跟踪方法难以有效检测和跟踪机动弱小目标的问题,本文提出了一种基于目标状态加权的动态规划检测前跟踪改进方法。该方法利用目标运动状态帧间的相关性特点,对状态转移集进行扩展,并根据当前状态与前一时刻各状态相关性的大小,对状态的能量积累值进行加权,使能量更好的沿航迹方向进行积累。理论分析和仿真结果表明,与传统的动态规划检测前跟踪方法相比,新方法提高了机动弱小目标的检测和跟踪性能。 展开更多

关键词 检测前跟踪 动态规划 状态加权

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一种基于信息几何的矩阵DP-TBD算法 被引量：6

19

作者 赵兴刚 王首勇 郑岱堃 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期882-889,共8页

由于单帧相参积累在一些情况下存在较严重的信息损失,且这种损失会随着多帧非相参积累而进一步放大,使得传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法的性能下降.本文基于信息几何理论提出了一种矩阵DP-TBD算法,该方法直接利用每个分辨单元的协... 由于单帧相参积累在一些情况下存在较严重的信息损失,且这种损失会随着多帧非相参积累而进一步放大,使得传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法的性能下降.本文基于信息几何理论提出了一种矩阵DP-TBD算法,该方法直接利用每个分辨单元的协方差矩阵进行多帧积累,将单帧和多帧积累融为一体,避免了单帧积累存在的信息损失,具有更好的检测和跟踪性能.最后通过仿真实验验证了本文算法的有效性. 展开更多

关键词 动态规划 检测前跟踪 信息几何 测地线距离 黎曼均值

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一种高能量发射效率MIMO天波雷达方案 被引量：5

20

作者 赵志国 陈建文 鲍拯 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2519-2524,共6页

为提高阵元空间多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天波超视距雷达(Over-The-HorizonRadar,OTHR)发射天线辐射能量效率,提出了降维分时波束空间MIMO-OTHR方案,并在该方案下实现了发射自适应波束形成.该方案降低了不可... 为提高阵元空间多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天波超视距雷达(Over-The-HorizonRadar,OTHR)发射天线辐射能量效率,提出了降维分时波束空间MIMO-OTHR方案,并在该方案下实现了发射自适应波束形成.该方案降低了不可见波束区发射能量,无方向图起伏过大问题,发射自由度降低较少,适合在多径杂波个数较多的背景下应用,且只需要简单的波束控制,易于工程实现.理论分析和仿真实验验证了该方案的有效性. 展开更多

关键词 新一代天波超视距雷达 能量发射效率 MIMO雷达 降维分时波束空间

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