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蒸发波导中的时间反演抛物方程定位法

冯菊 廖成 张青洪 盛楠 周海京

蒸发波导中的时间反演抛物方程定位法

冯菊, 廖成, 张青洪, 盛楠, 周海京
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  • 蒸发波导是一种在海面上频繁出现的多径传播环境,会引起信号畸变,导致常规算法分辨率下降,使得雷达测向测距误差加大甚至无法工作. 本文提出了一种基于方向图加载的时间反演抛物方程定位算法,能够有效地处理蒸发波导效应,自适应地补偿信号畸变,形成与传播环境相匹配的、经过时间反演的电波,从而稳健地实现对目标的聚焦定位. 该算法能够巧妙地利用多径效应,增大天线阵列的有效口径,得到超分辨率的效果. 另外,它还对阵元间距有着较高的宽容性,这样就可以采用稀布形式,从而提高算法的实用性,增加其适用范围. 仿真结果表明,对于相同口径的阵列天线,该算法使方位分辨率较自由空间提高了2倍以上;在30λ 的大阵元间距下,旁瓣电平在8.96 dB以下,有效地抑制了鬼像的产生. 该算法具有较强的稳健性和较高的精度,在海面通信、搜救、预警等领域有着广阔的应用前景.
    • 基金项目: 国家自然科学基金–中物院联合基金资助项目(批准号:11076022)、国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2013CB328904 )和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120184110013)资助的课题.
    [1]

    Tappert F D 1997 Wave propagation and underwater acoustics (Berlin Heidelberg: Springer) pp224-287

    [2]

    Dockey G D 1988 IEEE T Antenn. Propag. 36 1464

    [3]

    Zhang J P, Wu Z S, Zhao Z W, Zhang Y S, Wang B 2012 Chin. Phys. B 21 109202

    [4]

    Zhang Q H, Liao C, Sheng N, Cheng L L 2013 Acta Phys. Sin. 62 204101 (in Chinese)[张青洪, 廖成, 盛楠, 陈伶璐 2013 物理学报 62 204101]

    [5]

    Spencer T A, Walker R A, Hawkes R M 2005 JGPS. 4 245

    [6]

    Guo J Y, Cao L, Long Y L, Gong Z Q 2009 Acta Scientiarum Naturalium UN. 48 47 (in Chinese) [郭建炎, 曹林, 龙云亮, 龚主前 2009 中山大学学报 48 47]

    [7]

    Li D X, Yang R J, Wang H J, Jiang Z Z 2011 Chin J Radio. 4 683 (in Chinese) [李德鑫, 杨日杰, 王鸿吉, 蒋志忠 2011 电波科学学报 4 683]

    [8]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1120

    [9]

    Kim S, Edelmann G F, Kuperman W A, Hodgkiss W S, Song H C, Akal T 2001 J. Acoust. Soc. Am. 110 820

    [10]

    Zhang T W, Yang K D, Ma Y L 2010 Chin. Phys. B 19 124301

    [11]

    Blomgren P, Papanicolaou G, Zhao H K 2002 J. Acoust. Soc. Am. 111 230

    [12]

    Papanicolaou G, Ryzhik L, Solna K 2002 Matematica Contemporanea 23 139

    [13]

    Sheng X L, Hui J Y, Liang G L 2005 Acta Acoust. 30 271 (in Chinese) [生雪莉, 惠俊英, 梁国龙 2005 声学学报 30 271]

    [14]

    Zhang Z M, Wang B Z, Ge G D, Liang M S, Ding S 2012 Acta Phys. Sin. 61 098401 (in Chinese) [章志敏, 王秉中, 葛广顶, 梁木生, 丁帅 2012 物理学报 61 098401]

    [15]

    Liang M S, Wang B Z, Zhang Z M, Ding S, Zang R 2013 Acta Phys. Sin. 62 058401 (in Chinese) [梁木生, 王秉中, 章志敏, 丁帅, 臧锐 2013 物理学报 62 058401]

    [16]

    Zhou H D, Wang B Z, Ding S, Ou H Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 114101 (in Chinese) [周洪澄, 王秉中, 丁帅, 欧海燕 2013 物理学报 62 114101]

  • [1]

    Tappert F D 1997 Wave propagation and underwater acoustics (Berlin Heidelberg: Springer) pp224-287

    [2]

    Dockey G D 1988 IEEE T Antenn. Propag. 36 1464

    [3]

    Zhang J P, Wu Z S, Zhao Z W, Zhang Y S, Wang B 2012 Chin. Phys. B 21 109202

    [4]

    Zhang Q H, Liao C, Sheng N, Cheng L L 2013 Acta Phys. Sin. 62 204101 (in Chinese)[张青洪, 廖成, 盛楠, 陈伶璐 2013 物理学报 62 204101]

    [5]

    Spencer T A, Walker R A, Hawkes R M 2005 JGPS. 4 245

    [6]

    Guo J Y, Cao L, Long Y L, Gong Z Q 2009 Acta Scientiarum Naturalium UN. 48 47 (in Chinese) [郭建炎, 曹林, 龙云亮, 龚主前 2009 中山大学学报 48 47]

    [7]

    Li D X, Yang R J, Wang H J, Jiang Z Z 2011 Chin J Radio. 4 683 (in Chinese) [李德鑫, 杨日杰, 王鸿吉, 蒋志忠 2011 电波科学学报 4 683]

    [8]

    Lerosey G, Rosny J D, Tourin A, Fink M 2007 Science 315 1120

    [9]

    Kim S, Edelmann G F, Kuperman W A, Hodgkiss W S, Song H C, Akal T 2001 J. Acoust. Soc. Am. 110 820

    [10]

    Zhang T W, Yang K D, Ma Y L 2010 Chin. Phys. B 19 124301

    [11]

    Blomgren P, Papanicolaou G, Zhao H K 2002 J. Acoust. Soc. Am. 111 230

    [12]

    Papanicolaou G, Ryzhik L, Solna K 2002 Matematica Contemporanea 23 139

    [13]

    Sheng X L, Hui J Y, Liang G L 2005 Acta Acoust. 30 271 (in Chinese) [生雪莉, 惠俊英, 梁国龙 2005 声学学报 30 271]

    [14]

    Zhang Z M, Wang B Z, Ge G D, Liang M S, Ding S 2012 Acta Phys. Sin. 61 098401 (in Chinese) [章志敏, 王秉中, 葛广顶, 梁木生, 丁帅 2012 物理学报 61 098401]

    [15]

    Liang M S, Wang B Z, Zhang Z M, Ding S, Zang R 2013 Acta Phys. Sin. 62 058401 (in Chinese) [梁木生, 王秉中, 章志敏, 丁帅, 臧锐 2013 物理学报 62 058401]

    [16]

    Zhou H D, Wang B Z, Ding S, Ou H Y 2013 Acta Phys. Sin. 62 114101 (in Chinese) [周洪澄, 王秉中, 丁帅, 欧海燕 2013 物理学报 62 114101]

  • [1] 章志敏, 王秉中, 葛广顶, 梁木生, 丁帅. 亚波长金属线阵中一维时间反演电磁波的聚焦机理研究. 物理学报, 2012, 61(9): 098401. doi: 10.7498/aps.61.098401
    [2] 周洪澄, 王秉中, 丁帅, 欧海燕. 时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦. 物理学报, 2013, 62(11): 114101. doi: 10.7498/aps.62.114101
    [3] 程桂平, 郑 俊, 邓文武, 李高翔. 反馈法定位两原子之间的相对位置. 物理学报, 2008, 57(1): 212-218. doi: 10.7498/aps.57.212
    [4] 丁帅, 王秉中, 葛广顶, 王多, 赵德双. 基于时间透镜原理实现微波信号时间反演. 物理学报, 2012, 61(6): 064101. doi: 10.7498/aps.61.064101
    [5] 章志敏, 王秉中, 葛广顶. 一种用于时间反演通信的亚波长天线阵列设计. 物理学报, 2012, 61(5): 058402. doi: 10.7498/aps.61.058402
    [6] 梁木生, 王秉中, 章志敏, 丁帅, 臧锐. 基于远场时间反演的亚波长天线阵列研究. 物理学报, 2013, 62(5): 058401. doi: 10.7498/aps.62.058401
    [7] 陈秋菊, 姜秋喜, 曾芳玲, 宋长宝. 基于时间反演电磁波的稀疏阵列单频信号空间功率合成. 物理学报, 2015, 64(20): 204101. doi: 10.7498/aps.64.204101
    [8] 龚志双, 王秉中, 王任, 臧锐, 王晓华. 基于光栅结构的远场时间反演亚波长源成像. 物理学报, 2017, 66(4): 044101. doi: 10.7498/aps.66.044101
    [9] 朱江, 王雁, 杨甜. 无线多径信道中基于时间反演的物理层安全传输机制. 物理学报, 2018, 67(5): 050201. doi: 10.7498/aps.67.20172134
    [10] 张洪波, 张希仁. 用于实现散射介质中时间反演的数字相位共轭的相干性. 物理学报, 2018, 67(5): 054201. doi: 10.7498/aps.67.20172308
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-26
  • 修回日期:  2014-03-29
  • 刊出日期:  2014-07-05

蒸发波导中的时间反演抛物方程定位法

  • 1. 西南交通大学电磁场与微波技术研究所, 成都 610031;
  • 2. 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
    基金项目: 

    国家自然科学基金–

    中物院联合基金资助项目(批准号:11076022)、国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2013CB328904 )和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20120184110013)资助的课题.

摘要: 蒸发波导是一种在海面上频繁出现的多径传播环境,会引起信号畸变,导致常规算法分辨率下降,使得雷达测向测距误差加大甚至无法工作. 本文提出了一种基于方向图加载的时间反演抛物方程定位算法,能够有效地处理蒸发波导效应,自适应地补偿信号畸变,形成与传播环境相匹配的、经过时间反演的电波,从而稳健地实现对目标的聚焦定位. 该算法能够巧妙地利用多径效应,增大天线阵列的有效口径,得到超分辨率的效果. 另外,它还对阵元间距有着较高的宽容性,这样就可以采用稀布形式,从而提高算法的实用性,增加其适用范围. 仿真结果表明,对于相同口径的阵列天线,该算法使方位分辨率较自由空间提高了2倍以上;在30λ 的大阵元间距下,旁瓣电平在8.96 dB以下,有效地抑制了鬼像的产生. 该算法具有较强的稳健性和较高的精度,在海面通信、搜救、预警等领域有着广阔的应用前景.

English Abstract

参考文献 (16)

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